Физически неклонируемые функции типа арбитр с заведомо асимметричными парами путей
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-4-71-79
Аннотация
Анализируются методы построения физически неклонируемых функций (ФНФ), являющихся основной физической криптографии. Отмечается широкая применимость ФНФ типа арбитр, основанных на анализе задержек сигнала, передаваемого по двум путям. Показывается, что случайность величин задержек объясняется технологическими вариациями при изготовлении ФНФ, а их зависимость – применением однородных повторяющихся элементов, обеспечивающих симметрию путей. Как альтернатива существующим решениям в статье предлагается новый подход для построения ФНФ типа арбитр на базе заведомо асимметричных путей. В качестве источников случайности рассматриваются задержки логических элементов, показывается их многообразие и отличительные характеристики в зависимости от количества входов, на которые подается активный сигнал, и от значений на остальных входах. Предлагается методика балансировки множества пар путей ФНФ типа арбитр, заключающаяся в регулировании длительности импульсного тестового сигнала в зависимости от четырех видов асимметрии путей. Предлагаются новые структуры ФНФ типа арбитр с асимметричными парами путей. Экспериментальные исследования подтверждают возможность использования различных источников случайности в виде задержек сигнала логическими элементами.
Об авторах
В. Н. Ярмолик
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Ярмолик Вячеслав Николаевич, д.т.н., профессор
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
тел. +375-29-769-96-77
А. А. Иванюк
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
д.т.н., доцент, профессор кафедры информатики, заведующий совместной учебной лабораторией «СК хайникс мемори солюшнс Восточная Европа»
г. Минск
Список литературы
1. Pappu R. Physical One-Way Functions: PhD Thesis in Media Arts and Sciences. Massachusetts Institute of Technology (MIT). Cambridge, USA; 2001: 154.
2. Gassend B., Clarke D., Van Dijk M., Devadas S. Silicon Physical Random Functions. Proc. оf the 9th ACM conference on Computer and communications security, CCS ’02. 2002:148-160.
3. Böhm C., Hofer M. Physical Unclonable Functions in Theory and Practice. New York: Springer Science+Business Media; 2013: 270.
4. Ярмолик В.Н., Вашинко Ю.Г. Физически неклонируемые функции. Информатика. 2011;30(2):92-103 / Yarmolik V.N., Vashinko Y.G. [Physical unclonable functions]. Informatika = Informatics. 2011;30(2):92-103. (In Russ.)
5. McGrath T., BagciI.T., Wang Z.M.,Roedig U.,Yang R.J. A PUF taxonomy. Applied Physics Reviews. 2019; 6(1). DOI: https://doi.org/10.1063/1.5079407.
6. Иванюк А.А., Заливако С.С. Физическая криптография и защита цифровых устройств. Доклады БГУИР. 2019;(2):50-58 / Ivaniuk A.A., Zalivaka S.S. [Physical cryptography and security of digital devices]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2019;(2):50-58. (In Russ.)
7. Herder C., Yu M., Koushanfar F., Devadas S. Physical Unclonable Functions and Applications: A Tutorial. Proceedings of the IEEE. 2014;102(8):1126-1141. DOI: 10.1109/JPROC.2014.2320516.
8. Gummalla S. An Analytical Approach to Efficient Circuit Variability Analysis in Scaled CMOS Design: Master Degree Thesis. Arizona: Arizona State University; 2011.
Рецензия
Для цитирования:
Ярмолик В.Н., Иванюк А.А. Физически неклонируемые функции типа арбитр с заведомо асимметричными парами путей. Доклады БГУИР. 2022;20(4):71-79. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-4-71-79
For citation:
Yarmolik V.N., Ivaniuk A.A. Arbiter Physical Unclonable Functions with Asymmetric Pairs of Paths. Doklady BGUIR. 2022;20(4):71-79. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-4-71-79
Просмотров: 4261
Послать статью по эл. почте 