Altium Designer에서 군용 PCB의 물리 계층 보안 설계하기

Zachariah Peterson
|  작성 날짜: 삼월 19, 2021
Altium Designer에서 군용 PCB를 위한 물리 계층 보안 설계

군사 시스템용 PCB는 엄격한 설계 및 성능 기준을 충족해야 하는 고성능의 제품입니다. 민감한 데이터를 저장하고 처리하는 군사 시스템은 안전한 보관함에 잠그는 것을 넘어서는 추가적인 보안 계층이 필요합니다. 극도로 EMI에 저항력이 있도록 회로 기판을 설계하고, 데이터를 수동적으로 탭할 수 없도록 라우팅하며, 공격자가 민감한 데이터에 접근하는 것을 방지하기 위해 칩을 블랙아웃 처리하는 등의 조치가 필요합니다. 이러한 군사용 회로 기판의 물리적 계층 보안을 보장하는 조치는 시장에서 유일하게 완전히 통합된 PCB 설계 플랫폼인 Altium Designer를 사용할 때 구현할 수 있습니다.

ALTIUM DESIGNER®

군사 전자 시스템 설계를 위한 최고의 도구를 갖춘 통합 PCB 설계 패키지입니다.

컴퓨터 주변기기, 단일 보드 컴퓨터, 또는 데이터 처리를 위한 임베디드 시스템의 PCB이든, 임무 중요 시스템에서의 군사용 PCB는 물리적 계층 보안 조치를 구현해야 합니다. 올바른 설계 소프트웨어는 군사용 PCB를 산업 표준에 맞게 설계하고, 회로 변조를 방지하고 탐지하기 위해 설계된 물리적 계층 보안 프로토콜을 구현하는 데 도움을 줄 것입니다.

Altium Designer는 단일 규칙 기반 설계 엔진 위에 모든 설계 기능을 통합하여 임베디드 시스템을 설계할 수 있는 유연성을 제공합니다. 임무 중요 애플리케이션에 필요한 전기적 성능으로 보드를 설계하고, 물리적 계층 보안을 보장하는 구성 요소를 포함시키며, 변조 방지 통신 기능을 갖추게 됩니다. Altium Designer의 통합 설계, 구성 요소 관리, 생산 계획 환경은 군용 PCB에 물리적 계층 보안을 구현하는 데 필요한 도구를 제공합니다.

보드 레벨에서의 물리적 계층 보안

데이터를 수신, 처리 및 통신하는 군사 시스템은 고급 상용 구성 요소를 사용하여 이를 수행하며, 공격자는 구성 요소 및 트레이스 레벨에서 직접 회로 변조를 시도할 수 있습니다. 이러한 요소들이 탐색될 수 없도록 보장하는 여러 조치를 취할 수 있습니다. 올바른 설계 소프트웨어를 사용하면 이러한 물리적 계층 보안 조치를 갖춘 회로 기판을 설계하는 것이 상당히 간단합니다.

가끔은 가장 좋은 해결책이 가장 우아하지 않을 때도 있습니다. 비아는 중요한 물리적 접근 지점이며, 맹목적이고 매립된 비아의 사용을 선택하면 비전도성 충전재를 가진 비아로 인해 물리적 탐사에 취약한 위치의 수가 줄어듭니다. 두꺼운 솔더 마스크를 사용하여 중요한 트레이스를 숨기고 보호하는 것도 회로 변조를 방지합니다. 구성 요소 자체와 관련하여, 공격자가 제조업체나 모델 번호를 직접 식별할 수 없도록 검게 처리해야 합니다. 구성 요소는 비전도성 에폭시에 캡슐화하여 공격자가 핀을 탐사하고 데이터를 캡처하는 것을 물리적으로 방지할 수도 있습니다.

보드 수준 보안을 위한 디자인 소프트웨어

군용 PCB의 물리적 계층 보안을 트레이스 수준에서 구현하는 것은 다층 보드에서 매립 회로를 라우팅하는 것만큼이나 갈 수 있습니다. 가능한 한 많은 구성 요소, 트레이스 및 비아를 내장함으로써 회로 변조의 기회를 제한합니다. 탬퍼 감지는 가능할 때 취해야 할 또 다른 조치입니다. 이는 인클로저가 열리거나 손상될 경우 퓨즈나 스위치를 작동시켜 보드에 전력을 차단하고 심지어 기지국에 경고하는 포장을 설계하는 것을 포함합니다.

이러한 모든 조치는 구성 요소를 신중하게 선택하여 보안을 보장하고 공격자가 민감한 데이터를 운반하는 요소에 물리적으로 접근할 수 없도록 라우팅 트레이스를 확보하는 것을 요구합니다. 올바른 설계 소프트웨어를 사용하면 보드에 물리적 계층 보안 조치를 설계할 수 있습니다.

Screenshot of Via Properties window in Altium Designer

Altium Designer에서 매립된 비아 디자인

물리적 계층에서 무선 기능 보안

물리적 계층 보안의 또 다른 중요한 측면은 통신 기능을 둘러싼 것입니다. 무선 기능을 갖춘 군사 시스템은 전자기 간섭에 대한 향상된 차폐 효과를 가져야 합니다. 이 차폐는 임무 중요 보드에서 자체 간섭을 방지하기 위해 라디오 주파수/전자기 간섭 표준을 초과해야 합니다. 군사 시스템 간의 통신은 종종 무선 데이터의 무단 접근 및 해독을 방지하기 위해 사용자 정의 무선 프로토콜을 사용합니다.

EMI 차폐 효과와 보안

무선 데이터 보안은 소프트웨어/펌웨어 수준과 구성 요소 수준에서 구현되어야 합니다. 전자기 간섭을 방지하기 위해서는 회로 기판, 특히 무선 기능이 있는 기판에 대해 다양한 현명한 설계 선택이 필요합니다. 구성 요소를 보호하는 경우와 마찬가지로, 차폐 캔을 사용하는 무력 해결책은 PCB에서 강력한 전자기 간섭 억제를 제공할 수 있습니다. 광범위한 구성 요소 라이브러리, 기계 도구, 전기 도구를 통합하는 설계 소프트웨어와 함께 작업하면 이러한 모든 조치를 단일 프로그램에서 구현할 수 있습니다.

Screenshot of the Ground Plane Properties dialog in Altium Designer

다층 보드에서 접지 평면을 설계하는 것은 강력한 EMI 차폐를 제공합니다

단일 환경에서의 설계 및 시뮬레이션

트레이스 라우팅, 비아 설계, 부품 선택, 패키징 설계가 물리적 계층 보안에 매우 중요하기 때문에, 이 모든 도구를 하나의 프로그램에 통합하는 설계 소프트웨어가 필요합니다. 이러한 설계 도구가 시뮬레이션 기능과 직접 통합되면, 단일 프로그램에서 물리적 보안과 전자기 간섭 내성을 위한 설계를 할 수 있는 힘을 갖게 됩니다. Altium Designer만이 이 모든 도구를 단일 환경에 배치합니다.

Altium Designer: 설계 및 시뮬레이션 도구 통합

Altium Designer의 설계 및 시뮬레이션 기능은 규칙 기반 설계 엔진 위에 구축되어 있어, 도구들이 동일한 데이터 형식으로 통신하고 같은 프로그램 내에서 작동하도록 보장합니다. 다른 프로그램들은 설계, 시뮬레이션, 생산 계획, 관리 기능을 다른 프로그램으로 분리합니다. Altium Designer만큼 깊이와 넓이를 제공하는 다른 설계 플랫폼은 없습니다.

소비자, 산업, 심지어 군사 소프트웨어 시스템에 대한 공격이 매주 주요 뉴스 이야기로 변하는 것처럼 보이지만, 공격자들이 물리적 장치를 손상시키는 데에도 관심이 있다는 것을 확신할 수 있습니다. 통합된 기능 세트를 갖춘 올바른 PCB 설계 패키지와 함께 작업하면 군용 PCB를 위한 물리적 계층 보안을 구현하고 변조를 방지하는 데 필요한 도구를 얻을 수 있습니다.

Altium은 여러분이 성공하기를 원하며 필요할 때 자원을 제공할 것입니다. 업계 전문가들로부터 설계 튜토리얼, AltiumLive 포럼, 웨비나 및 팟캐스트, 그리고 방대한 지식 기반에 접근할 수 있습니다. 다른 PCB 설계 소프트웨어 회사들이 혼자 작업하도록 내버려 두는 반면, Altium은 성공에 도달할 수 있도록 필요한 지식과 자원을 제공합니다.

Altium Designer의 규칙 기반 설계 엔진은 설계 기능을 하나의 지붕 아래로 통합하며 PCB 설계의 새로운 업계 표준입니다. 시장에서 최고의 소프트웨어로 작업하고 싶다면 Altium Designer로 전환하세요.

작성자 정보

작성자 정보

Zachariah Peterson은 학계 및 업계에서 폭넓은 기술 분야 경력을 가지고 있으며, 지금은 전자 산업 회사에 연구, 설계 및 마케팅 서비스를 제공하고 있습니다. PCB 업계에서 일하기 전에는 포틀랜드 주립대학교(Portland State University )에서 학생들을 가르치고 랜덤 레이저 이론, 재료 및 안정성에 대한 연구를 수행했으며, 과학 연구에서는 나노 입자 레이저, 전자 및 광전자 반도체 장치, 환경 센서, 추계학 관련 주제를 다루었습니다. Zachariah의 연구는 10여 개의 동료 평가 저널 및 콘퍼런스 자료에 게재되었으며, Zachariah는 여러 회사를 위해 2천여 개의 PCB 설계 관련 기술 문서를 작성했습니다. Zachariah는 IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society 및 PCEA(Printed Circuit Engineering Association)의 회원입니다. 이전에는 양자 전자 공학의 기술 표준을 연구하는 INCITS Quantum Computing Technical Advisory Committee에서 의결권이 있는 회원으로 활동했으며, 지금은 SPICE 급 회로 시뮬레이터를 사용하여 광자 신호를 나타내는 포트 인터페이스에 집중하고 있는 IEEE P3186 Working Group에서 활동하고 있습니다.

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