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基于PUF的轻量级双向身份认证密钥协商协议
1
作者 黄朝阳 陈金木 陈少英 《沈阳工程学院学报(自然科学版)》 2025年第2期68-77,共10页
为解决移动边缘计算环境下智能家居设备在信息传输过程中的网络攻击和个人信息泄露问题,提出一种轻量级的双向身份认证密钥协商协议来匹配资源受限的环境。该认证协议引入高熵随机数,糅合PUF技术、哈希函数和生物特征认证等多种安全认... 为解决移动边缘计算环境下智能家居设备在信息传输过程中的网络攻击和个人信息泄露问题,提出一种轻量级的双向身份认证密钥协商协议来匹配资源受限的环境。该认证协议引入高熵随机数,糅合PUF技术、哈希函数和生物特征认证等多种安全认证要素,在双向认证及密钥协商过程中采用挑战/应答的三次握手。经BAN逻辑分析和第三方的评估指标分析,证明该认证协议的安全性能。该协议实现双向认证所需通信带宽约为1 280 bits,通信总轮数为3次,期间仅需执行1次PUF、1次Gen、2次Rep和22次哈希运算。与其他相关认证协议相比较,该协议展现出更好的安全性和更高的效率。 展开更多
关键词 puf 哈希函数 生物特征认证 密钥协商 双向认证
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基于PUF的电子文件细粒度机密性保护研究
2
作者 张旺 孟坤 王启源 《北京信息科技大学学报(自然科学版)》 2025年第2期52-57,共6页
为满足电子文件加密中大规模、细粒度的密钥生成和高效管理需求,提出了一种基于物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)的电子文件机密性保护方法。该方法利用PUF技术生成并提取密钥,通过随用随生成的模式降低密钥泄露风... 为满足电子文件加密中大规模、细粒度的密钥生成和高效管理需求,提出了一种基于物理不可克隆函数(physical unclonable function,PUF)的电子文件机密性保护方法。该方法利用PUF技术生成并提取密钥,通过随用随生成的模式降低密钥泄露风险。同时,使用文件描述信息生成专属密钥,确保高效的密钥提取。密钥的随机性、稳定性及生成提取效率等方面的测试结果表明该方案能有效满足大量电子文件的机密性保护需求。 展开更多
关键词 电子文件保护 物理不可克隆函数 密钥管理
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V2G中基于PUF的轻量级匿名认证协议
3
作者 范馨月 刘洁 何嘉辉 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期129-141,共13页
针对现有车辆到电网(V2G)网络认证协议中功能不够完善、通信开销大、计算开销高等问题,提出了一种基于物理不可克隆函数(PUF)的轻量级匿名认证协议,可以抵抗机器学习建模攻击。所提协议采用哈希函数和ASCON密码算法,实现车辆、充电桩和... 针对现有车辆到电网(V2G)网络认证协议中功能不够完善、通信开销大、计算开销高等问题,提出了一种基于物理不可克隆函数(PUF)的轻量级匿名认证协议,可以抵抗机器学习建模攻击。所提协议采用哈希函数和ASCON密码算法,实现车辆、充电桩和能源提供商之间快速的三方认证与密钥协商。通过模糊提取器结合生物特征和用户密码,实现双因素验证、密码和生物特征更新功能,并通过密码学动态累加器提供有效的用户撤销策略。ROR模型和Scyther形式化验证工具证明了所提协议的安全性,非形式化安全分析表明所提协议能抵抗物理攻击、位置伪造攻击、特权内部攻击等多种安全攻击。与近几年协议的性能对比分析表明,所提协议平均减少了约35.9%的通信开销和29.9%的计算开销,高度适用于资源有限的V2G环境。 展开更多
关键词 匿名认证 用户撤销 物理不可克隆函数 轻量级 车辆到电网
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一种基于深度神经网络的多阶段PUF抗建模能力评估方法
4
作者 刘威 《信息工程大学学报》 2024年第4期447-452,共6页
针对现有评估方法均无法全面评估物理不可克隆函数(PUF)抗建模能力的问题,定义PUF面临的3级建模威胁模型,分别阐明3类攻击的目的、对手的知识能力、攻击策略和攻击模式。基于此,设计一种基于深度神经网络的PUF抗建模能力评估方法,使用... 针对现有评估方法均无法全面评估物理不可克隆函数(PUF)抗建模能力的问题,定义PUF面临的3级建模威胁模型,分别阐明3类攻击的目的、对手的知识能力、攻击策略和攻击模式。基于此,设计一种基于深度神经网络的PUF抗建模能力评估方法,使用前馈神经网络建模攻击和侧信道建模攻击作为评估工具,分3个阶段依次评估目标PUF抵御机器学习建模攻击、可靠性侧信道攻击和功耗/电磁侧信道攻击的能力,解决传统方法无法评估PUF抗侧信道建模能力的问题。评估结果表明,被测PUF中仅有少部分拥有抗机器学习建模和抗可靠性建模能力,但均不具备抗功耗侧信道建模能力。 展开更多
关键词 深度神经网络 物理不可克隆函数 抗建模 侧信道 评估
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SDL PUF:高可靠自适应偏差锁定PUF电路
5
作者 张源 罗静茹 张吉良 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2274-2280,共7页
物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)作为一种新的硬件安全原语,通过提取工艺偏差产生唯一的响应序列为计算系统提供可信根。然而现有基于现场可编辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)的PUF难以在较宽的温... 物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)作为一种新的硬件安全原语,通过提取工艺偏差产生唯一的响应序列为计算系统提供可信根。然而现有基于现场可编辑门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)的PUF难以在较宽的温度和电压范围内实现高可靠性。该文提出一种基于自定时环(Self-Timed Ring,STR)的自适应偏差锁定PUF(Self-adaption Deviation Locking PUF, SDL PUF),首先利用STR延迟引起的振荡频率差产生PUF响应;然后通过在初始化阶段自适应配置,有效扩大STR环内的事件到达时间偏差,从而显著提高PUF的可靠性;最后进一步提出一种对比混淆策略,通过提取工艺偏差自动生成随机比特配置并混淆比较器,以抵抗侧信道攻击。在Xilinx Virtex-6 FPGA上实验结果表明,SDL PUF在0~80°C的温度范围和0.85~1.15V的电压范围内误码率为0,唯一性和均匀性分别为49.29%和49.84%。 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 自定时环 FPGA 可靠性
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基于超晶格PUF的轻量级信息论安全密钥达成协议
6
作者 解建国 刘晶 +2 位作者 吴涵 徐莉伟 陈小明 《密码学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期387-402,共16页
物理不可克隆函数(physicalunclonablefunction,PUF)是一种新型硬件安全原语,提取由器件制造过程中不可避免的随机差异作为密钥.超晶格PUF自提出以来,由于其良好的强PUF特性吸引了国内外诸多学者投入到超晶格随机数发生器和身份认证研究... 物理不可克隆函数(physicalunclonablefunction,PUF)是一种新型硬件安全原语,提取由器件制造过程中不可避免的随机差异作为密钥.超晶格PUF自提出以来,由于其良好的强PUF特性吸引了国内外诸多学者投入到超晶格随机数发生器和身份认证研究中.但是目前针对超晶格PUF的多方密钥达成协议研究仍然较少,尤其是面向轻量级设备场景.本文提出了一种基于超晶格PUF的轻量级密钥达成协议,阐述了从超晶格PUF派生密钥的方法,并提供信息论安全.通过引入可信第三方来实现持有超晶格PUF的终端设备的注册和会话密钥达成等功能.分析了该协议的攻击模型,证明了其信息论安全.最后在Cortex-A7平台进行实验验证,阐述了其效率和适用性.所提密钥达成协议专注于轻量级群组用户需求,对未来车联网、工业物联网等场景下的安全需求具有重要意义. 展开更多
关键词 密钥达成 物理不可克隆函数 协议 安全性分析 超晶格
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基于数据残留时间的SRAM-PUF预选算法
7
作者 陈泽亮 孔德珠 +2 位作者 尹爱国 陈泽福 张培勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1478-1487,共10页
静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)利用参数设计完全相同的晶体管在制造过程中存在的工艺偏差,生成每块芯片无法克隆的密钥响应.由于SRAM-PUF内部错误分布的随... 静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory,SRAM)物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)利用参数设计完全相同的晶体管在制造过程中存在的工艺偏差,生成每块芯片无法克隆的密钥响应.由于SRAM-PUF内部错误分布的随机性,密钥重构需要使用纠错码,而纠错电路的面积与其纠错能力呈正相关,为了降低SRAM-PUF错误分布,减小纠错电路面积,本文通过对SRAM数据残留特性的研究,提出一种数据残留预选算法,对SRAM单元进行筛选,提高PUF响应稳定性,使用区块择优算法筛选SRAM区块,减小响应的分散度,以更短的时间和资源消耗生成SRAM-PUF响应,测试结果表明,在不同温度(-40℃~80℃)和±10%电压波动下,256位SRAM-PUF响应拥有99.8%的稳定性及1.9×10^(-8)的误码率,相对于通用的临时多数表决(Temporal Majority Voting,TMV)算法提升了1.7%的稳定性,降低2.1×10^(5)倍误码率,与1000次TMV相比,时间复杂度从O(2000n)线性降低到O(900n).经过72小时老化测试后,采用数据残留算法预选的SRAM-PUF稳定性仅下降0.2%. 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 SRAM 预选算法 数据残留 临时多数表决
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边缘计算环境下基于PUF的多接收者匿名签密方案
8
作者 李森森 刘燕江 +1 位作者 郁滨 李俊全 《电子学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期4087-4100,共14页
边缘计算将部分云中心业务扩展至网络边缘,能够有效缓解万物互联时代海量设备和数据造成的云中心计算开销大、处理时延长等问题.在边缘计算环境下,边缘节点和终端设备常部署于无人值守的开放环境中,使其在面临传统安全威胁的同时,也存... 边缘计算将部分云中心业务扩展至网络边缘,能够有效缓解万物互联时代海量设备和数据造成的云中心计算开销大、处理时延长等问题.在边缘计算环境下,边缘节点和终端设备常部署于无人值守的开放环境中,使其在面临传统安全威胁的同时,也存在遭受物理攻击的风险.为实现边缘计算环境下设备的安全通信,已有学者提出了具有较高通信效率的多接收者签密方案.然而,现有方案应用于高安全性要求领域仍存在两个方面的不足:(1)未提供对物理攻击的防范机制;(2)未实现对发送者的匿名性保护.针对上述问题,基于物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)这一硬件安全原语,提出一种高效的多接收者多消息签密方案.方案将PUF与椭圆曲线上的无证书公钥密码体制相结合,无需使用高计算复杂度的双线性对运算且无密钥托管问题.安全性分析表明,方案在具备机密性、不可伪造性、匿名性等安全属性的同时,能够有效防范物理攻击.相较于同类方案,本文方案能够在不明显增加计算开销的前提下,以更低的通信开销实现更高的安全性,满足边缘计算环境下设备的安全通信需求. 展开更多
关键词 边缘计算 签密 物理不可克隆函数 多接收者 多消息 匿名性
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基于PUF的安全处理器指令混淆与总线加密方法
9
作者 陈备 黄紫山 贺章擎 《电子器件》 2024年第6期1457-1464,共8页
针对高安全敏感处理器面临总线监听、数据篡改、代码注入等类型的恶意攻击,导致机密信息容易被窃取的问题,提出了一种基于PUF的安全处理器指令混淆和总线数据加密方案。该方案利用PUF模块生成高可靠的海量密钥,对基于RISC-V的处理器指... 针对高安全敏感处理器面临总线监听、数据篡改、代码注入等类型的恶意攻击,导致机密信息容易被窃取的问题,提出了一种基于PUF的安全处理器指令混淆和总线数据加密方案。该方案利用PUF模块生成高可靠的海量密钥,对基于RISC-V的处理器指令操作码进行混淆,同时对其总线数据进行“一次一密”异或加密。实验结果表明,所提出的指令混淆方法的时间开销小,CPU占用率低,硬件资源消耗少,同时总线加密方法在数据吞吐量性能上占有较大优势。与同类技术相比,所提出方法在实现处理器指令集和总线数据防护的同时,大幅降低了处理器开销,增强了处理器的不可克隆性。 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 微处理器指令集 总线加密认证 RISC-V
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基于PUF模型的物联网设备密钥保护机制研究
10
作者 曾志区 《现代电子技术》 北大核心 2024年第24期55-59,共5页
在各类型设备大量接入实验室以及物联网技术普及的背景下,数据出力、传输、分析以及存储过程中会出现数据安全问题,为此设计一种基于物理不可克隆函数和分布式云计算相配合的密钥安全保护机制。利用物理不可克隆函数的不被复制性和不被... 在各类型设备大量接入实验室以及物联网技术普及的背景下,数据出力、传输、分析以及存储过程中会出现数据安全问题,为此设计一种基于物理不可克隆函数和分布式云计算相配合的密钥安全保护机制。利用物理不可克隆函数的不被复制性和不被克隆性,对局域设备物联网环境下的设备接入数据、安全访问数据以及计算数据进行统一出力。与此同时,通过引入分布式云计算技术对物联网设备数据进行分级管理、分级传输以及加密存储,既保证了物联网自身的安全,也为数据安全问题提供了解决方案。以传输过程中的数据集为样本进行对比实验测试,结果表明,相比于其他安全机制,文中所提机制的安全性可达87%以上,能够为高校实验室中的物联网设备提供数据处理与传输的安全保障。 展开更多
关键词 高校实验室 物联网技术 物理不可克隆函数 分布式云计算技术 安全密钥 保护机制 数据传输
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基于65nm工艺的多端口可配置PUF电路设计 被引量：7
11
作者 李刚 汪鹏君 +1 位作者 张跃军 钱浩宇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期1541-1546,共6页
物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）电路利用结构完全相同的电路在制造过程中存在的随机工艺偏差,产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥。该文通过对共源共栅电流镜的研究,提出一种基于电流镜工艺偏差的多端口... 物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）电路利用结构完全相同的电路在制造过程中存在的随机工艺偏差,产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥。该文通过对共源共栅电流镜的研究,提出一种基于电流镜工艺偏差的多端口可配置PUF电路。该PUF电路由输入寄存器、偏差电压源、复用网络、判决器阵列和扰乱模块构成,通过激励信号配置偏差电压源,无需更换硬件便可实现输出密钥的变化,且可在一个时钟周期内输出多位密钥。在SMIC 65 nm CMOS工艺下,采用全定制方式设计具有36个输出端口的PUF电路,版图面积为24.8μm×77.4μm。实验结果表明,该PUF电路具有良好的唯一性和随机性,且工作在不同温度（-40~125°C）和电压（1.08~1.32 V）下的可靠性均大于97.4%,可应用于信息安全领域。 展开更多
关键词 电路设计 物理不可克隆函数 多端口 可配置
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基于PUF的低开销物联网安全通信方案 被引量：12
12
作者 李森森 黄一才 +1 位作者 郁滨 鲍博武 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期812-817,共6页
将物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)与椭圆曲线上的无证书公钥密码体制相结合,提出一种面向物联网的安全通信方案,在节点设备不存储任何秘密参数的情况下,实现设备间消息的安全传递.方案无需使用高计算复杂度的双线... 将物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)与椭圆曲线上的无证书公钥密码体制相结合,提出一种面向物联网的安全通信方案,在节点设备不存储任何秘密参数的情况下,实现设备间消息的安全传递.方案无需使用高计算复杂度的双线性对运算,并提供了消息认证机制.安全性分析表明,该方案不仅能够抵抗窃听、篡改、重放等传统攻击,而且可以有效防范节点设备可能遭到的复制攻击.对比结果显示,相较于同类方案,该方案明显降低了设备的资源开销. 展开更多
关键词 物联网 物理不可克隆函数 椭圆曲线密码 安全通信 消息认证
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基于PUF和IPI的可穿戴设备双因子认证协议 被引量：8
13
作者 王俊 刘树波 +1 位作者 梁才 李永凯 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期127-135,共9页
可穿戴设备正推进着移动医疗的快速发展,但无线体域网的开放式结构也给用户数据安全带来了更多威胁。为了数据安全,基于物理不可克隆函数和脉搏间隔,提出一种设备节点和数据中心之间的双因子认证协议。此协议利用设备物理特征和用户生... 可穿戴设备正推进着移动医疗的快速发展,但无线体域网的开放式结构也给用户数据安全带来了更多威胁。为了数据安全,基于物理不可克隆函数和脉搏间隔,提出一种设备节点和数据中心之间的双因子认证协议。此协议利用设备物理特征和用户生物特征双重唯一性,有效地阻止了妥协和假冒等攻击,且适用于体域网环境下资源受限的医疗设备。与现有方案相比,增强了认证协议安全性。FPGA平台上实验证明了所提协议的实用性和有效性。 展开更多
关键词 认证协议 双因子 物理不可克隆函数 脉搏间隔
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基于PUFS的不经意传输协议 被引量：2
14
作者 郭渊博 张紫楠 杨奎武 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第S1期38-43,共6页
不经意传输(OT,oblivious transfer)协议是密码学中的一个基本协议。基于物理不可克隆函数(PUF,physical unclonable function)给出物理不可克隆函数系统(PUFS,physical unclonable function system)的概念,并在此基础上提出一个新的不... 不经意传输(OT,oblivious transfer)协议是密码学中的一个基本协议。基于物理不可克隆函数(PUF,physical unclonable function)给出物理不可克隆函数系统(PUFS,physical unclonable function system)的概念,并在此基础上提出一个新的不经意传输协议(POT,PUFS based OT),最后在通用可组合(UC,universal composition)框架内给出POT协议抵抗静态敌手的安全性证明。相比于传统基于公钥加密的OT方案,POT协议不使用任何可计算的假设,而是基于PUFS的安全属性实现,因此在很大程度上减小了计算和通信开销。 展开更多
关键词 不经意传输 物理不可克隆函数(puf) 物理不可克隆函数系统(pufS) UC框架
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基于最优控制电压的高鲁棒性PUF电路设计 被引量：6
15
作者 汪鹏君 张学龙 张跃军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期907-910,共4页
物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions,PUF)电路作为一种新型的信息安全电路,依赖集成电路制造过程中硅器件的固有工艺偏差产生密钥.本文提出一种高鲁棒性PUF电路设计方案,首先分析MOSFET在零温度系数点(Zero Temperature Co... 物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions,PUF)电路作为一种新型的信息安全电路,依赖集成电路制造过程中硅器件的固有工艺偏差产生密钥.本文提出一种高鲁棒性PUF电路设计方案,首先分析MOSFET在零温度系数点(Zero Temperature Coefficient,ZTC)的工作特性,然后结合提高PUF电路鲁棒性的途径,确定PUF电路的结构及最优控制电压,最终达到密钥稳定可靠的目的.在TSMC 65nm CMOS工艺下对所设计的PUF电路进行版图设计,面积为14.89μm×12.14μm.实验结果显示在最优控制电压下PUF电路的鲁棒性最低为96%. 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 零温度系数点 鲁棒性 电路设计
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基于PUF的Logistic混沌序列发生器 被引量：8
16
作者 黄春光 程海 丁群 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期182-189,共8页
由于Logistic非线性混沌系统在一定的参数下,具有初值敏感性和拓扑复杂性等特点,因此Logistic混沌系统可以作为随机序列信号发生器。同时由于集成电路在生产、制作的过程中,即使采用完全相同的设计方法和制造工艺,也会在器件上产生不可... 由于Logistic非线性混沌系统在一定的参数下,具有初值敏感性和拓扑复杂性等特点,因此Logistic混沌系统可以作为随机序列信号发生器。同时由于集成电路在生产、制作的过程中,即使采用完全相同的设计方法和制造工艺,也会在器件上产生不可控的微小差异,这些微小差异便成为集成电路不可克隆的基础。基于此特点,提出了一种基于可编程逻辑阵列(FPGA)的双输出查找表(LUT)结构的物理不可克隆函数(PUF)的Logistic随机混沌序列信号发生器,该混沌序列发生器具有物理的唯一性,能够有效地抵抗对于系统的复制和攻击。将该系统在Xilinx公司的FPGA开发板上进行测试和验证,结果表明,同样的电路结构和配置文件在不同的FPGA开发板上能够产生不同的随机序列,提高了混沌序列的随机性。 展开更多
关键词 Logistic混沌系统 物理不可克隆函数 序列发生器 流密码
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基于仲裁器PUF的SRAM FPGA防克隆技术设计与实现 被引量：1
17
作者 丁浩 王建业 吕方旭 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期273-277,共5页
为保护电子设备中使用的静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)内部电路设计不被窃取,设计了用于SRAM FPGA的防克隆电路。该电路利用FPGA制造过程中的随机误差,提取每块芯片独一无二的ID。在此ID的控制下,被保护电路只能在指定... 为保护电子设备中使用的静态随机存储器(SRAM)型现场可编程门阵列(FPGA)内部电路设计不被窃取,设计了用于SRAM FPGA的防克隆电路。该电路利用FPGA制造过程中的随机误差,提取每块芯片独一无二的ID。在此ID的控制下,被保护电路只能在指定的FPGA中正常运行,而在未指定的FPGA中运行时,无法产生正确的输出,从而达到防克隆目的。防克隆电路由使用仲裁器的物理不可克隆函数(PUF)、多数表决器、运算门阵列等三部分构成,其中仲裁器PUF电路用于提取ID,多数表决器起到提高输出稳定性的作用。最后在FPGA开发平台上证明了该电路的可行性。 展开更多
关键词 防克隆 现场可编程门阵列(FPGA) 仲裁器 物理不可克隆函数(puf) 静态随机存储器(SRAM)
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可配置电阻分压型DAC-PUF电路设计 被引量：1
18
作者 汪鹏君 李刚 钱浩宇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1630-1635,共6页
物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function，PUF）电路利用结构和设计参数相同的单元电路在制造过程中存在的随机工艺偏差，产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥．通过对电阻失配和数模转换器（Digital to Analogue Conver... 物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function，PUF）电路利用结构和设计参数相同的单元电路在制造过程中存在的随机工艺偏差，产生具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥．通过对电阻失配和数模转换器（Digital to Analogue Conversion，DAC）的研究，提出一种可配置电阻分压型DAC-PUF电路设计方案．该PUF电路由输入寄存器、电阻分压型DAC、电压比较器和时序控制模块构成．通过激励信号配置DAC单元，使该PUF电路无需更换硬件便可实现输出密钥的变化．在TSMC-LP 65 nm CMOS工艺下采用全定制方式进行版图设计，面积为72．4μm ×87．8μm．实验结果表明该PUF电路唯一性高，且在不同温度（－40～125℃）和电压（1．08～1．32V）下随机性和可靠性分别大于99．1％和97．8％，可广泛应用于信息安全领域． 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 数模转换器 可配置 电路设计
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基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议 被引量：2
19
作者 范文兵 常正泰 +1 位作者 艾璐琳 孔德涵 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期46-52,共7页
针对射频识别(RFID)三方认证协议存在的安全需求和资源开销难以折中的问题,提出一种基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议(PHL-RTAP)。PHL-RTAP协议利用物理不可克隆函数(PUF)实现对标签身份的安全认证,保护标签免受物理克隆攻击,... 针对射频识别(RFID)三方认证协议存在的安全需求和资源开销难以折中的问题,提出一种基于PUF的高安全性轻量级RFID三方认证协议(PHL-RTAP)。PHL-RTAP协议利用物理不可克隆函数(PUF)实现对标签身份的安全认证,保护标签免受物理克隆攻击,同时降低了标签开销,满足资源受限的RFID系统的需求;采用二次剩余算法实现对阅读器身份的安全认证,保护阅读器的数据隐私;引入随机数抵抗重放攻击,同时保证了阅读器与标签的匿名性和不可追踪性。PHL-RTAP协议实现了服务器、阅读器和标签之间完整的三方认证,可以依据需求扩展RFID系统中阅读器和标签规模,使其适用于大规模标签的RFID系统。安全分析表明:PHL-RTAP协议能够有效抵抗追踪、重放、物理克隆和去同步化等多种恶意攻击,使用BAN逻辑分析法和AVISPA工具证明了协议的安全性。与近期协议的对比分析显示:PHL-RTAP协议弥补了同类RFID协议的安全缺陷,并且计算开销、通信开销和标签存储开销等资源开销都较低,在保证高安全性的同时实现了轻量级,适用于资源受限的RFID三方认证场景。 展开更多
关键词 射频识别 物理不可克隆函数 二次剩余 三方认证 形式化分析
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用于FPGAIP保护的低成本高性能PUF设计 被引量：7
20
作者 张国栋 刘强 张齐军 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期97-102,共6页
随着现场可编程门阵列在电子系统设计中的广泛应用,人们越来越重视基于现场可编程门阵列的知识产权保护问题.但在实际应用中,在现场可编程门阵列上实现环形振荡器型物理不可克隆函数还面临着诸多挑战,如环形振荡器型物理不可克隆函数电... 随着现场可编程门阵列在电子系统设计中的广泛应用,人们越来越重视基于现场可编程门阵列的知识产权保护问题.但在实际应用中,在现场可编程门阵列上实现环形振荡器型物理不可克隆函数还面临着诸多挑战,如环形振荡器型物理不可克隆函数电路的面积消耗很大;有限的逻辑资源使得激励响应对数量有限,限制了该知识产权保护方法的应用范围.为了解决这些问题,首先提出了一种逻辑混合技术.该技术把物理不可克隆函数逻辑和正常电路逻辑在现场可编程门阵列实现中混合起来,以减少物理不可克隆函数的电路面积消耗.其次,采用了一种后处理方法,极大地增加了所设计环形振荡器型物理不可克隆函数的激励响应对数量.实验结果显示,文中设计的物理不可克隆函数的性能优异,可靠性、随机性和独特性分别为99.97%、50.37%、49.83%.同时,消耗的硬件资源比其他同等性能的物理不可克隆函数少了45%. 展开更多
关键词 物理不可克隆函数 环形振荡器 逻辑混合 现场可编程阵列
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