CN101408923A - 利用数字水印技术进行ip核版权确认的方法 - Google Patents

Abstract

具有代价小、普适性高、兼容性高、可行性高以及完全集成而自动化的利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法。技术方案是：其特征在于，包括水印嵌入和水印提取部分，水印嵌入部分包括：首先在版图中选定初始水印点的坐标，把版权信息通过单向Hash函数处理后，得到水印点坐标的偏移量，因此得到分散后的伪随机分布在版图中的水印点坐标；然后通过对选中的水印点的属性的归一化，来达到特定的代表版权信息的水印的嵌入；接着对于前述两种途径中仍然没有办法达到属性归一化的水印点，通过反复循环扩散，判断以及额外添加的手段达到水印信息的成功嵌入，从而得到带有水印信息的版图数据文件；水印提取部分包括：根据水印嵌入信息的记录文件，通过像水印嵌入的方法，得到伪随机分散后的水印点坐标，从而恢复出最后成功嵌入的水印点坐标；然后通过判断最后成功嵌入的水印点是否和此版图中的多晶硅层重合，输出水印提取报告。

Description

利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法

技术领域

本发明属于IP核集成电路的数字水印技术领域，尤其是一种利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法。

背景技术

随着集成电路技术和产业的迅速发展，集成电路的设计方法也在不断的进步，设计者们希望能够集成更多的功能于单独的芯片，而同时来自市场需求的压力，需要具有更多出发点的设计，更短的设计周期，更强大的设计生产力。因此基于IP重用的软硬件协同设计的SOC(System on Chip，片上系统)设计思路已成为当今设计方法学的主流。其中IP核是具有知识产权(Intellectual Property)的集成电路芯核的简称，在IP供应商、第三方专用集成电路库供应商、IP集成工具供应商以及像其他相关的业界组织的共同努力下，IP的可重用性和期待价值已经有了很大的提高。

然而，现今限制IP重用技术发展的主要因素是缺少有效而经济的机制来保护IP创建者和IP所有者的合法权利。目前业界通常采用直接加密数据文件或者签订保密协议的方式来进行IP的保护，但是前者需要耗费大量成本，而后者将冒较大的泄密危险。对于绝大多数的IP，基于数字水印的方法将是用于版权保护的一个新选择，因为它提供了相对可靠的IP认证方法而代价甚少。数字水印技术是将信息嵌入到伪装载体中的一种技术，该技术可以使得所传送的信息不可察觉。在IP保护领域，数字水印指嵌入到IP内部的一些表征版权的信息，可以嵌入到IP设计过程中的各个设计层次。基于数字水印的IP保护平台应该包括两部分组成，数字水印的嵌入以及数字水印的提取。保护平台把IP提供者和使用者的信息以数字水印的方式嵌入到IP当中，这样通过提取IP当中的水印信息就可以判断IP的版权归属以及使用的合法性。

目前提出的多种基于数字水印的IP保护方法均只停留于概念提出和实验的阶段，在水印的产生、加入、提取及验证等过程中需要很多的人工工作，缺少一个可行的、集成而自动化的方法来提高效率。同时目前提出的IP保护方法均只关注到技术实现的层面，而没有将其同集成电路领域中现有的IP交易以及IP使用的模式相结合起来，因此缺少一个完整的IP保护的应用模式来提高IP保护方法的实用性和可行性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成而自动化的基于数字水印技术的IP保护方法。

本发明所述的IP保护方法的思路在于，针对IP设计过程中的版图层加入水印。水印加入的对象是GDS(或者等同格式的比如DEF，CIF，Oasis等)这样的版图数据。这些数据文件实际上是定义了一系列用于制造掩模版的几何图形。类似于多媒体图像中的“像素”，如果将这些几何图形格点化，格子的边长一般可以使用最小的工艺特征尺寸，每个格子都有自己的属性，例如是否与多晶硅或者金属有重合等，它们就像是这些格点的“颜色”。在常用的版图编辑器里我们都能直观的看到这些“颜色”，不同的设计具有不同的版图，即他们的版图存在很多不同”颜色”的格点。换句话说，这些点就代表了这个版图的版权信息。本方法通过将所有选中的特定位置的格点属性的归一化，例如和多晶硅层有重合，来达到特定的代表版权信息水印的嵌入，从而得到带有水印信息的版图数据文件。水印提取的过程并不是水印嵌入过程的逆序，而是与其基本相同，通过检测版图数据文件中所有选中的特定位置的格点的属性，例如是否和多晶硅层有重合来判定IP的版权归属以及使用的合法性。

本发明所述的IP保护方法的特征在于包括下列步骤：

----水印嵌入，具体包括下列步骤：

(1)参数设定：将用户配置的物理版图数据、初始水印文件信息输入计算机，所述初始水印信息文件包含了IP的版权信息、所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比、水印点的初始坐标、版图中水印点的边长；

(2)解析物理版图数据：计算机按照制定用户配置的工艺文件和参数读取物理版图数据，对其中的图形和层信息按照版图文件标准进行解析，将其转化为易于处理的数据结构，方便程序处理；

(3)建立水印点的初始坐标：计算机根据用户提交的初始水印信息文件，建立水印点的初始坐标。设计人员根据自己需要的水印强度配置水印点的数量，点越多强度越大，但是对电路的影响越大和嵌入的成功率越低；

(4)确定水印点坐标的偏移量：利用单向的Hash函数和伪随机数发生函数，根据初始水印文件信息和所需水印点的数量产生伪随机分布的水印点坐标的偏移量；

(5)确定伪随即分布水印点：计算机根据用户提交的原始版图数据，利用水印点的初始坐标以及坐标偏移量，将水印点扩散到版图中去，得到伪随机分布的水印点；

(6)根据水印规则判断水印点是否加入到版图数据文件，包括下列具体步骤：

(6.1)根据用户输入的版图数据，判断伪随机分布后相应的水印点是否和原有版图中的多晶硅层重合，即版图中的多晶硅图形是否与水印点对应的图形是否交叠，判断由程序根据前面的从版图中得到的数据运算得到；

(6.2)根据判断结果，记录重合的水印点为成功嵌入水印信息的点，在没有与多晶硅层重合的水印点处，判断是否可以添加额外的多晶硅块来满足水印规则，并且不会和版图设计规则发生冲突，这个是否冲突也是由程序判断图形之间的交叠与否和距离大小来确定的；

(6.3)根据判断结果在不会发生与设计规则冲突的水印点处添加额外的多晶硅块，块的边长等同于格点化版图的格子边长，并记录为成功嵌入水印信息的点，同时记录会发生冲突的水印点坐标信息为未成功嵌入水印信息的点；

(7)计算机判断成功嵌入的水印点的百分比是否达到之前的设定标准；若达到，则说明水印点成功嵌入到版图数据中，则执行步骤(8)；否则循环执行步骤(5)～(7)直至达到所需要的成功百分比；

(8)向原物理版图数据中所有记录为可以添加多晶硅块的位置，按照版图文件标准定义的格式写入多晶硅块数据，即得到带有水印的物理版图数据；输出所有水印点的位置信息至记录文件，该文件记录了所有水印点被嵌入时的循环轮次，在提取水印时是恢复水印点坐标的必需信息；

-----水印提取，具体包括下列步骤：

(1)参数设定：将用户配置的物理版图数据、初始水印文件信息输入计算机，所述初始水印信息文件包含了IP的版权信息、所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比、水印点的初始坐标、版图中水印点的边长；

(2)计算机按照制定的用户配置的工艺文件和参数读取物理版图数据，对其中的图形和层信息按照版图文件标准进行解析，将其转化为易于处理的数据结构(同嵌入)。

(3)计算机根据用户提交的初始水印信息文件，得到水印点的初始坐标，其中初始水印信息文件包含了IP的版权信息，所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比，水印点的初始坐标，版图中水印点的边长；

(4)计算机利用单向的Hash函数，根据所要生成的水印点的数量，对IP的版权信息进行处理，得到足够多(同嵌入过程中的水印点数量)的伪随机分布的水印点坐标的偏移量；

(5)计算机根据用户输入的初始水印点位置信息文件，由每个水印点的成功嵌入轮次组成，恢复出所有最终成功嵌入的水印点的坐标信息；

(6)计算机根据用户输入的待提取水印的版图数据，判断最终成功嵌入的水印点是否和此版图中的多晶硅层重合；

(7)根据判断结果，输出水印提取报告，所述报告包括判断重合的比例以及版权判断结果。

所述的易于处理的数据结构为：版图文件经过处理转化为两个链表，StrPtr链表记录版图中所有出现过的单元的名称和位置信息，LeafStrPtr链表则记录了版图中各单元的图形信息。

所述判断伪随机分布后相应的水印点是否和原有版图中的多晶硅层重合，水印规则检测分两步，第一步根据当前水印点的坐标查询StrPtr链表，确定水印点是否在某个单元范围内，如果水印点在其范围内，则依据此单元的名称在LeafStrPtr链表中查询找到该单元，并根据这些准确的边界数据计算水印点是否在图形上即重合，或者在图形外距离是多少；第二步根据StrPtr链表查询结果中单元的位置和姿态信息，将水印点坐标映射到由LeafStrPtr链表查询得到的单元上，根据水印点在该单元中的坐标和单元中图形的边界信息，计算出水印点是否与单元中的图形重合或交叠，如果不重合则计算他们之间的最小距离，如果它比代工厂的设计规则所允许的最小距离大那么就代表不违反设计规则，可以嵌入。

还包括下列步骤：建立有公认的可信任的权威机构作为第三方机构，负责保存和记录每一个合法发布的IP以及每一个IP保护工具，即IP数据库和IP保护工具数据库，任何IP以及IP保护工具合法发布前，均需要到第三方进行申请，验证和登记，记录内容包括IP的设计数据，IP版权信息，IP使用者的身份信息，所采用的IP保护方法的信息，嵌入的相关水印信息，同时负责IP水印的嵌入，提取，检测以及版权归属、IP来源认证。

所述解析各种集成电路设计数据文件、按照用户要求产生水印点、嵌入水印信息以及输出包含水印点信息的IP设计数据以及其他一些辅助功能通过水印工具来实现，所述水印工具的母体dm_shell是一个开放式结构且可扩展的平台。

实验证明，本发明所述的IP保护方法具有以下优点：

(1)此方法针对的对象是GDS(或者等同格式的比如DEF，CIF，Oasis等)这样的版图数据。这些数据文件实际上是定义了一系列用于制造掩模版的几何信息。这些几何图像拼起来构成了一副完整的版图，而从另一方面看他们和一般的多媒体图片没有太大的区别。无论是全定制设计还是基于标准单元综合出来的版图，在这一点上都是相同的。因此可以对不同设计方法，不同工艺下所有种类的硬IP进行保护，具有很好的普适性。这里的硬IP是指以版图形式进行交易或者发布的IP；

(2)此方法可以基于Linux平台，利用C语言实现完全的自动化和工具化，使用起来非常简洁方便；

(3)此方法和现有的集成电路设计流程兼容，当IP设计者按照正常的设计流程完成版图层的设计之后，可以选择直接进行下一步的工作或者采用此方法对此设计进行保护，若选择需要，则将原有版图文件进行完全自动化的水印添加处理后，得到带有版权信息的版图文件，之后可以正常地进行接下来相应的工作；

(4)此方法可以在有限的运行时间和和占用极少的计算机系统资源的前提下，达到高水印强度，也即水印的高嵌入率；实验证明，在一个全定制的容量为16*4的SRAM(静态随机存储器)的设计好的版图中添加如下所示数量的水印点，在有限的5轮循环中，即可将所有水印点成功嵌入，其中百分比是指各轮循环中成功嵌入水印点的百分比；

(5)由于此方法仅通过向版图内添加一些不做任何连接的且尺寸相当于工艺特征尺寸的多晶硅块来达到水印点的嵌入，因此在水印嵌入的前后对于原有IP的版图面积，时序性能，功耗等指标影响甚小，因此可以说采用本IP保护方法代价很小。

附图说明

本说明书中的附图仅为图示的目的而提供，并不对本发明的内容产生任何限制，其中：

图1a示出了本发明中IP保护方法的水印嵌入的流程图；

图1b示出了本发明中IP保护方法的水印提取的流程图；

图1c示出了本发明中水印工具对版图图形的处理方法说明图；

图1d示出了本发明中水印工具从版权信息到水印点坐标的流程图；

图1e示出了本发明中水印工具输出处理结果的示意图；

图1f示出了本发明中每个水印点的检查过程的示意图；

图1g示出了本发明中设计文件数据结构的构建示意图；

图2a示出了本发明中简化的DRC(Design Rule Check：设计规则检测)算法的效果图；

图3示出了本发明中IP保护方法的平台化水印工具的结构图；

图4a、4b示出了本发明中IP保护方法的应用模式和详细的运作机制流程图。

具体实施方式

本发明的一个显著特征在于所述的IP保护方法是一种间接保护IP的方法，并不是直接防止IP被盗用，而是在侵权行为发生后，通过水印的提取，检测得到IP的真正的归属，同时在明确合法IP交易的双方之后，除了可以嵌入合法的IP提供商的版权信息以外还可以嵌入标识合法的IP使用者身份的信息，将带有这些信息的水印和IP设计本身相结合，则能够一直跟踪IP的使用，从而在侵权行为发生后，也能检测IP的来源。其中IP提供商是指任何拥有自主设计和自主开发IP的企业，机构及个体；IP使用者是指任何购买IP或者IP使用权的企业，机构及个体。

本发明的另一个特征在于所述的IP保护方法得以真正实用的前提是必须有公认的可信任的权威机构作为第三方机构，负责保存和记录每一个合法发布的IP以及每一个IP保护工具，即IP数据库和IP保护工具数据库。任何IP以及IP保护工具合法发布前，均需要到第三方进行申请，验证和登记。记录内容包括IP的设计数据，IP版权信息，IP使用者的身份信息，所采用的IP保护方法的信息，嵌入的相关水印信息等等，同时负责IP水印的嵌入，提取，检测以及版权归属、IP来源认证。

本发明的第三个特征在于所述水印工具的母体dm_shell是一个开放式结构，且可不断扩展的平台。在这个结构下可以根据需要不断开发的新的可以自由装载的扩展功能模块以及其他一些辅助功能，例如添加新的IP保护方法模块等等，具有很大的灵活性。

本发明的第四个特征在于提出了一个简化的版图DRC(Design Rule Check：设计规则检测)检测方法，使的本发明所述的IP保护方法得以实现自动化，并加快了工具的处理速度。

下面将根据附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。

图1a示出了本发明中IP保护方法的水印嵌入流程。一个已经完成版图设计的IP，如果不嵌入水印则可以继续按照一般的设计流程继续，如需要数字水印的保护则进入水印流程。

过程开始，用户需要提交原始物理版图数据文件和水印信息文件。水印信息文件包含IP的版权信息、所要生成的水印点的数量、水印点的初始坐标及水印嵌入的循环轮数L(实例中L＝8)，以及最后成功嵌入的水印点数量占所需嵌入的水印点的百分比P，版图格点边长的信息。其中IP的版权信息由IP供应商的信息、IP本身的名字以及IP发布的版本等一串具有特定含义的文字组成。物理版图数据是GDSII格式，这是现在最常用的一种版图格式。一个完成的GDSII文件可以直接交给芯片工厂进行生产，显然保护了它也就保护了IP本身。

GDSII文件是业界通用的版图文件格式，实际上是由一系列用于实际制造的掩模版的几何信息组成。在读取版图数据时水印工具会自动识别它的姿态，位置，轮廓，边界等信息并把它们按照特定的数据结构记录下来，为此后的简化的DRC检测作好准备。如图1c所示，这个单元t-shape中包含了不同层的两个图形L和M。把单元的这个姿态定为0，即pose＝0，代表初始的正立形态，根据不同的旋转或者镜像定义其余的各种姿态。如果在调用该单元前，其坐标原点位于点0，那么现在点0的坐标，即该单元相对于新原点的偏置，就表示了它的位置。而它的左下角坐标和右上角坐标，即点7和点6的坐标，表示了单元最大的轮廓边界(图中虚线)。图形L的准确边界则可以用其所有顶点来准确描述，即点坐标0-1-2-3-4-5-0的形式。

版图文件经过处理转化为两个链表，如图1f示出。最常见的版图文件以GDSII格式提供，它对应了一系列单元组成的图形，经过处理最后形成了两个链表，StrPtr链表记录了版图中所有出现过的单元的名称和位置信息，包括姿态、轮廓；LeafStrPtr链表则记录了版图中不同单元的图形信息，主要是图形的准确边界。这里的数据结构和此后在嵌入和提取水印过程中都涉及到的水印规则检测方法是密切相关的。

LSW杂凑算法是我国自主开发的一种hash算法。这里使用它对IP的版权信息进行处理，得到一个256bit的二进制比特流，然后将其分成8组(L＝8)，每组32bit，作为初始随机种子。根据所要生成的水印点的数量m，利用C语言中自带的伪随机数发生器，得到8组，每组m个坐标的伪随机分布的水印点表wplstTable，作为下一步水印点扩散各轮循环的偏移量。

数据准备完成后，计算机根据处理后的版图数据，利用水印点的初始坐标以及水印点表中的8*m个坐标偏移量，将m个水印点扩散到版图中去，并逐个进行水印规则检查，最终的目标是找到一组m个尽可能符合水印规则的点，这些点位置信息记录roundTable中，整个过程如图1d所示。

水印规则的判断是个循环的过程，预先根据水印点表的维度定义循环的轮数L和用户认为成功嵌入水印点的百分比P。每轮循环依次从水印点表中取一组，并查找roundTable中还没有满足水印约束的点的位置，然后检查水印点表中当前列的相同位置上的坐标是否能够满足水印约束。如果满足则把本轮的轮次信息N和水印点的坐标都记录到roundTable中。对于已经找到满足水印约束的坐标的则跳过。符合水印约束可能有两种情况，一种是不需要调整原来版图就满足，即“符合”；另一种就是原版图不满足但是在不违反DRC规则的条件下可以通过增加一个多晶块的方式满足，即“嵌入”；如果某水印点在水印点表中其对应得所有位置上都没有找到满足水印约束的坐标，即经过了至少L轮循环仍然没有符合，那么这就是第三种情况“冲突”，换句话说在这一点嵌入水印失败。

每多检查一轮，满足水印约束的点所占的比例Q将越大，因此我们可以设定一个界限P，比如P＝95％，如果Q≥P，则我们认为水印嵌入成功；否则经过L轮循环检查了整个水印点表仍然没有达到这个界限P，那么有两个解决办法，一是调整水印点的个数，二是重新设定初始水印点的位置或版权信息生成新的水印点表，然后重新开始整个水印过程，直到成功。

图1e示出了水印嵌入过程的最后一步，按照固定的格式生成带有水印的物理版图数据文件和水印点位置记录文件。最终所有的m个水印点的位置信息都将包含在roundTable中，它包含两部分内容——水印点在版图中的坐标以及这个坐标在水印点表中的位置(即轮次N，也对应相应坐标点表中的列)，在这一步依照GDSII格式向原物理版图文件中插入必要的图形和坐标数据完成水印点的真正嵌入，另外按照本发明定义的格式将坐标在水印点表中的信息记录到水印点位置记录文件中。

图1b示出了本发明中IP保护方法的水印提取流程。过程开始用户需要提交的物理版图数据文件，水印信息文件和水印点位置记录文件。其中物理版图数据文件和水印信息文件和水印嵌入相同，系统也将作相同的处理。此外还需要水印嵌入过程中生成的一个水印位置记录文件，水印提取过程不需要循环检查水印点表的每一组，只需要按照此文件中的记录恢复出来一组坐标，即最后成功嵌入水印点的坐标信息，然后对这一组水印坐标进行水印规则检测，得到满足水印条件的比例Q，然后依此为根据得到结论。显然这个比例越高则说明该设计和原设计越相似，这里也可以规定一个界限P’，一般的P’≤P，作为被检测设计是否成功提取到水印的门限。

在水印的嵌入和提取过程中都要进行水印规则检测的流程。它是一个类似于版图DRC的问题，所有熟悉DRC的人都知道这是一个非常复杂的计算机图形学问题。各个EDA公司都在此投入了大量的研究经费和人员，如果我们也遵循他们相同的方法的话这将是我们一个不可逾越的障碍。一般DRC的实现难度主要在于两点，一是设计规则种类条目繁多；二是设计图层众多且相互之间存在影响。针对以上两点本发明中根据水印规则检测的特殊性对一般的DRC进行了简化，一是只检测两个图形的重合以及外部距离两种关系，二是只检测水印多晶硅层及相关的有源区层。如图2a所示，通过对比可以看出来简化后的版图比原版图简单了很多。

水印规则的检测方法和版图处理得到的数据结构是密切相关的，在嵌入和提取的过程中都有所涉及。如图1g所示，规则检测分两步，第一步根据当前水印点的坐标查询StrPtr链表，因为它包含了所有单元的轮廓信息，可以确定水印点是否在某个单元范围内。如果水印点恰好落在其范围内，则依据此单元的名称在LeafStrPtr链表中查询找到该单元，因为它包含了该单元的所有图形边界信息，程序将根据这些准确的边界数据计算水印点是否在图形上(即重合)或者在图形外距离是多少。第二步根据StrPtr链表查询结果中单元的位置和姿态信息，将水印点坐标映射到由LeafStrPtr链表查询得到的单元上。根据水印点在该单元中的坐标和单元中图形的边界信息，程序就能计算出来水印点是否与单元中的图形重合(或交叠)，如果不重合也能得到他们之间的最小距离。如果它比代工厂的设计规则所允许的最小距离大那么就代表不违反设计规则，可以嵌入。

图3示出了本发明中IP保护方法的工具实现及其结构图，是Linux系统下基于shell操作的平台化水印工具。此水印工具的母体dm_shell是一个开放式结构可不断扩展的平台。在这个结构下，可以根据需要不断开发的新的可以自由装载的扩展功能模块以及其他一些辅助功能，例如添加新的IP保护方法模块等等。它的主要功能包括解析各种集成电路设计数据文件、按照用户要求产生水印点、嵌入水印信息，输出包含水印点信息的IP设计数据以及其他一些辅助功能。

图4a示出了本发明所述的IP保护方法的应用模式和运作机制，图4b示出了其更详细的流程图：

嵌入的过程发生于两种情况：

(1)当一个IP提供商需要在IP中加入水印版权信息时，向第三方提出申请，第三方根据IP提供商的提供的IP版权信息，加入时间戳，即提出申请的日期。第三方利用掌握的图3所述的IP保护工具，将IP版权信息及时间戳以水印的形式加入到IP提供商的提供的需要保护IP设计数据内。这个IP版权信息及时间戳是保密的，只有IP提供者和第三方知道。因为加入的水印信息的产生和的嵌入过程都是由第三方来完成的，并记录保存，所以可以避免盗用者对原有设计再嵌入水印的过程。对于这种情况，如果盗用者用盗用的IP要求第三方加入水印，而第三方恰好没有检查出来这个IP是盗用的，那么由于加入的水印信息有时间戳，当真正的设计者提出检测要求的时候，还有可以由时间戳来判断真正的所有者；

(2)当IP使用者需要使用一个IP的时候，即向IP提供商购买IP时，第三方在嵌入提供商版权信息的同时，还会根据使用者的身份信息生成一个水印，嵌入到IP当中。这个信息使用者是不知道的，否则他就可以篡改。当IP被盗用时，通过判断其中使用者的信息来追踪IP的来源；

检测的过程就是对比第三方保存的水印信息和IP内部嵌入的水印信息。这个过程发生于两种情况：

(1)当一个IP使用者需要确认购买所得的IP是否合法时，提出申请，第三方利用数据库中对于此IP的相关记录，采用图3所述的IP保护工具做出检测，以验证IP使用者使用IP的合法性；

(2)当一个版权不明的可疑IP在交易过程中被发现，任何一方均可提出检测申请，第三方利用数据库中对于此IP的相关记录，采用图3所述的P保护工具做出检测，以验证此IP的合法性；

正是因为可信任的第三方对水印进行嵌入，检测和验证，保证了水印信息不被公开，这样盗用者很难对水印信息进行篡改或去除。同样，因为盗用者很难得到版权的水印信息，所以也就无法伪造IP提供者的信息来扰乱其他IP的使用。此外，由于时间戳的存在，盗用者很难通过在原有设计中再嵌入自己的水印去影响版权信息的识别

尽管本发明是参照某些优选实施实例进行说明的，但应该谨记本发明的范围并不仅限于这些具体的实施方式。对于本发明所作的修改以及本发明的变型形式都落在本发明的设计思想与范围之内，本发明的涵盖范围在以下的权利要求中定义。

Claims (5)

1、利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法，其特征在于包括下列步骤：

----水印嵌入，具体包括下列步骤：

(1)参数设定：将用户配置的物理版图数据、初始水印文件信息输入计算机，所述初始水印信息文件包含了IP的版权信息、所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比、水印点的初始坐标、版图中水印点的边长；

(2)解析物理版图数据：计算机按照制定用户配置的工艺文件和参数读取物理版图数据，对其中的图形和层信息按照版图文件标准进行解析，将其转化为易于处理的数据结构，方便程序处理；

(3)建立水印点的初始坐标：计算机根据用户提交的初始水印信息文件，建立水印点的初始坐标，设计人员根据自己需要的水印强度配置水印点的数量；

(4)确定水印点坐标的偏移量：利用单向的Hash函数和伪随机数发生函数，根据初始水印文件信息和所需水印点的数量产生伪随机分布的水印点坐标的偏移量；

(5)确定伪随即分布水印点：计算机根据用户提交的原始版图数据，利用水印点的初始坐标以及坐标偏移量，将水印点扩散到版图中去，得到伪随机分布的水印点；

(6)根据水印规则判断水印点是否加入到版图数据文件，包括下列具体步骤：

(6.1)根据用户输入的版图数据，判断伪随机分布后相应的水印点是否和原有版图中的多晶硅层重合，即版图中的多晶硅图形是否与水印点对应的图形是否交叠，判断结果根据前面从版图中得到的数据运算得到；

(6.2)根据判断结果，记录重合的水印点为成功嵌入水印信息的点，在没有与多晶硅层重合的水印点处，判断是否可以添加额外的多晶硅块来满足水印规则，并且不会和版图设计规则发生冲突，这个是否冲突也是由程序判断图形之间的交叠与否和距离大小来确定的；

(6.3)根据判断结果在不会发生与设计规则冲突的水印点处添加额外的多晶硅块，块的边长等同于格点化版图的格子边长，并记录为成功嵌入水印信息的点，同时记录会发生冲突的水印点坐标信息为未成功嵌入水印信息的点；

(7)计算机判断成功嵌入的水印点的百分比是否达到之前的设定标准；若达到，则说明水印点成功嵌入到版图数据中，则执行步骤(8)；否则循环执行步骤(5)～(7)直至达到所需要的成功百分比；

(8)向原物理版图数据中所有记录为可以添加多晶硅块的位置，按照版图文件标准定义的格式写入多晶硅块数据，即得到带有水印的物理版图数据；输出所有水印点的位置信息至记录文件，该文件记录了所有水印点被嵌入时的循环轮次，在提取水印时是恢复水印点坐标的必需信息；

-----水印提取，具体包括下列步骤：

(1)参数设定：将用户配置的物理版图数据、初始水印文件信息输入计算机，所述初始水印信息文件包含了IP的版权信息、所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比、水印点的初始坐标、版图中水印点的边长；

(2)计算机按照制定的用户配置的工艺文件和参数读取物理版图数据，对其中的图形和层信息按照版图文件标准进行解析，将其转化为易于处理的数据结构；

(3)计算机根据用户提交的初始水印信息文件，得到水印点的初始坐标，其中初始水印信息文件包含了IP的版权信息，所要生成的水印点的数量及最后成功嵌入的最小百分比，水印点的初始坐标，版图中水印点的边长；

(4)计算机利用单向的Hash函数，根据所要生成的水印点的数量，对IP的版权信息进行处理，得到伪随机分布的水印点坐标的偏移量；

(5)计算机根据用户输入的初始水印点位置信息文件，由每个水印点的成功嵌入轮次组成，恢复出所有最终成功嵌入的水印点的坐标信息；

(6)计算机根据用户输入的待提取水印的版图数据，判断最终成功嵌入的水印点是否和此版图中的多晶硅层重合；

(7)根据判断结果，输出水印提取报告，所述报告包括判断重合的比例以及版权判断结果。

2、根据权利要求1所述的利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法，其特征在于所述的易于处理的数据结构为：版图文件经过处理转化为两个链表，StrPtr链表记录版图中所有出现过的单元的名称和位置信息，LeafStrPtr链表则记录了版图中各单元的图形信息。

3、根据权利要求1所述的利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法，其特征在于所述判断伪随机分布后相应的水印点是否和原有版图中的多晶硅层重合，水印规则检测分两步，第一步根据当前水印点的坐标查询StrPtr链表，确定水印点是否在某个单元范围内，如果水印点在其范围内，则依据此单元的名称在LeafStrPtr链表中查询找到该单元，并根据这些准确的边界数据计算水印点是否在图形上即重合，或者在图形外距离是多少；第二步根据StrPtr链表查询结果中单元的位置和姿态信息，将水印点坐标映射到由LeafStrPtr链表查询得到的单元上，根据水印点在该单元中的坐标和单元中图形的边界信息，计算出水印点是否与单元中的图形重合或交叠，如果不重合则计算他们之间的最小距离，如果它比代工厂的设计规则所允许的最小距离大那么就代表不违反设计规则，可以嵌入。

4、根据权利要求1所述的利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法，其特征在于还包括下列步骤：建立有公认的可信任的权威机构作为第三方机构，负责保存和记录每一个合法发布的IP以及每一个IP保护工具，即IP数据库和IP保护工具数据库，任何IP以及IP保护工具合法发布前，均需要到第三方进行申请，验证和登记，记录内容包括IP的设计数据，IP版权信息，IP使用者的身份信息，所采用的IP保护方法的信息，嵌入的相关水印信息，同时负责IP水印的嵌入，提取，检测以及版权归属、IP来源认证。

5、根据权利要求1所述的利用数字水印技术进行IP核版权确认的方法，其特征在于所述解析各种集成电路设计数据文件、按照用户要求产生水印点、嵌入水印信息以及输出包含水印点信息的IP设计数据以及其他一些辅助功能通过水印工具来实现，所述水印工具的母体dm_shell是一个开放式结构且可扩展的平台。

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