当前,硬件安全问题受到越来越多研究人员的关注,而硬件漏洞挖掘是硬件安全领域的重要研究方向。在硬件设计中,有限状态机(Finite State Machine,FSM)十分重要。将FSM和硬件漏洞挖掘结合,从而提出一种硬件漏洞挖掘的方法,对于硬件安全的相关研究具有非常重要的意义。本文针对硬件漏洞挖掘问题,以FSM为切入点,分别从FSM提取、FSM漏洞挖掘和FSM漏洞攻击路径生成等方面开展了相关研究。主要内容如下:(1)提出了一种FSM提取方法针对HDL代码的FSM提取问题,本文提出了一种新型的FSM提取方法。该方法以HDL代码为输入,能够提取出设计中所有符合FSM结构定义的部分。此外,该方法中的FSM结构识别和FSM等效变换等工作,都不是以网表为输入,一定程度上排除了综合工具等因素的影响。最后,针对传统方法中FSM提取不完全的问题,该方法基于仿真验证实现了FSM的完全提取。(2)研究了FSM漏洞挖掘方法针对FSM中的漏洞,本文展开了FSM漏洞挖掘的相关研究。本文首先研究了FSM中的基本漏洞类型,进而提出了一种FSM漏洞传播模型,并详细分析了漏洞的可传播性和可利用性。然后,对于上述两种类型的FSM漏洞,本文分别提出了FSM基本类型漏洞的挖掘方法和FSM漏洞传播分析方法。最后,在FSM漏洞传播分析中,本文提出了一种寄存器分级方法,有效解决了设计中的环路识别和寄存器分级问题。(3)提出了一种FSM漏洞的攻击路径生成方法为了便于设计者和使用者弥补和防御FSM漏洞,本文提出了一种攻击路径生成方法。该方法基于回溯法,结合FSM的结构特点,设计了一种回溯模型。然后,本文从多个角度设计了回溯策略,并以此为基础,实现了攻击路径的生成。与传统回溯法相比,该方法一定程度上能够缓解数据爆炸。此外,对于电路测试向量生成等问题,该方法也具有一定的参考价值。上述工作,通过实验验证,能够有效完成FSM的提取、FSM的漏洞挖掘和攻击路径生成等工作,实现了硬件漏洞挖掘。