在信息化的当今社会,集成电路作为重要的基础支撑,广泛应用于金融、医疗、核能、航空航天等各个领域。为了降低成本加快生产效率,集成电路设计生产过程的分工越来越明确,这种多方共同合作参与的商业模式,造成了芯片潜在的安全问题,攻击者可能会在其中很多环节对原始电路进行恶意修改,植入威胁集成电路安全的硬件木马。集成电路面临的硬件木马威胁已经成为信息安全领域值得重点关注的研究方向,尤其是应用于航天任务的相关芯片,一旦受到硬件木马的攻击造成的损失是不可估量的。由于航天器运行工作环境的特殊性,潜在的攻击者很可能会利用辐射效应制造硬件木马,威胁其安全运行,为了更好地探究硬件木马的作用形式和攻击效果,拓展相关的检测技术,本文以空间辐射环境为背景,针对星用电路辐射激活的硬件木马的可能性、作用特点和危害以及相关应用展开了研究。本文首先介绍了硬件木马的相关理论,从硬件木马的组成、特点和检测技术等方面出发研究了硬件木马的背景知识,然后以空间辐射环境中重离子和质子造成的翻转现象作为激活条件,研究了星用电路中辐射激活的硬件木马设计的可能性,分析了其实际在轨激活的概率,并进行了相关的指标评价。结合各类芯片的工作特点及适用性,选定基于AES算法实现的密码芯片和神经网络实现的人工智能芯片为载体,从仿真的角度验证了该硬件木马的作用和功能,并在地面上利用激光手段模拟辐射环境针对硬件木马实现了激活,从理论、仿真和实践等多个角度研究了此类硬件木马的作用及危害性。最后,结合硬件木马的特点,对其在差分故障领域的应用进行了实践研究,根据选定的SM4算法及其差分故障攻击理论基础,结合前文实现了一种用于故障注入的硬件木马,通过和传统的故障注入实验的对比,凸显了硬件木马在差分故障攻击领域应用的有效性。本研究通过对星用电路辐射激活的硬件木马研究,指出了空间辐射环境中运行的芯片面临的潜在的此类硬件木马的威胁,结合理论、仿真和实践共同说明了其在密码芯片以及人工智能芯片中的破坏性作用效果,同时与传统故障注入的对比实验研究表明了该硬件木马在差分故障攻击密码芯片领域独特的应用优势。