تعداد نشریات | 39 |
تعداد شمارهها | 1,171 |
تعداد مقالات | 8,438 |
تعداد مشاهده مقاله | 6,332,475 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 3,574,925 |
طراحی و تحقق یک مدار مقایسهکننده فرکانس مبتنی بر توابع فیزیکی غیرقابل کپی برداری برای محافظت از اصالت سختافزار | ||
پدافند الکترونیکی و سایبری | ||
مقاله 3، دوره 6، شماره 4 - شماره پیاپی 24، اسفند 1397، صفحه 23-32 اصل مقاله (1.51 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
اقبال مددی1؛ مسعود معصومی* 2؛ علی دهقان منشادی1؛ ابوالفضل چمن مطلق3 | ||
1دانشگاه امام حسین (ع) | ||
2استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر | ||
3دانشگاه جامع امام حسین(ع) | ||
تاریخ دریافت: 06 مهر 1396، تاریخ پذیرش: 06 خرداد 1397 | ||
چکیده | ||
یکی از چالشهای مهم در امنیت سختافزار مقابله با کپیسازی و استفاده از سختافزارهای جعلی بهجای سختافزارهای اصلی و واقعی است. در حقیقت هدف این نوع حمله خدشهدار کردن اصالت سختافزار است و هدف آن کشف کلید یا پارامترهای حساس ابزار رمز نیست. از اینرو، برای مقابله با آن باید تمهیدات ویژه و متفاوت با روشهای متداول محافظت از امنیت الگوریتمها و سامانهها در نظر گرفته شود. یکی از موثرترین روشهای مقابله با این نوع حملات و محافظت از اصالت سختافزار استفاده از توابع کپیناپذیر فیزیکی یا پاف است. توابع کپیناپذیر فیزیکی را میتوان برای استخراج پارامترهای مخفی از خصوصیات فیزیکی و ذاتی مدارهای مجتمع مورد استفاده قرار داد. فرآیندهای وابسته پافها میتوانند انواع و اقسام داشته باشند اما پافهای سیلیکونی که بر مبنای تاخیرها و زمانبندیهای خاص هر فرآیند هستند متداولتر هستند. در این مقاله تحقق عملی یک پاف سیلیکونی مبتنی بر نوسانساز حلقوی بر روی تراشههای FPGA از خانواده Xilinx گزارش شده است. نتایج پیادهسازی نشان داد که با استفاده از پنج نوسانساز حلقوی قادر به ارائه یک کد امنیتی منحصر بهفرد 10 بیتی با مصرف تقریبآ یک درصد از سطح تراشه هدف هستیم ضمن آنکه با صرف سختافزار بیشتر قادر به دستیابی به کدهای طولانیتر و امنیت بیشتر هستیم. تمامی شبیهسازیهای انجام شده بر روی یک رایانه قابل حمل با مشخصات پردازنده مرکزی از نوع دو هستهای با فرکانسGHz 2 و GB 4 حافظه RAM پیادهسازی شدهاند. | ||
کلیدواژهها | ||
امنیت سختافزار؛ توابع کپیناپذیر فیزیکی؛ پیادهسازی FPGA | ||
مراجع | ||
[1] M. Roel, “Physically Unclonable Functions: Constructions,” Properties and Applications, Ph. D. thesis, Dissertation, University of KU Leuven, 2012.## [2] H. Handschuh, S. Geert-Jan, and P. Tuyls, “Hardware Intrinsic Security from Physically Unclonable Functions,” Parts of Towards Hardware-Intrinsic Security, Springer Berlin Heidelberg, pp. 39-53, 2010.## [3] M. Platonov, “SRAM-Based Physical Unclonable Function on an Atmel ATmega Microcontroller,” Master’s thesis, Czech Technical University in Prague, Faculty of Information Technology, 2013.## [4] V. Van der Leest, G.-J. Schrijen, H. Handschuh, and P. Tuyls, “Hardware Intrinsic Security from D Flip-Flops,” In ACM workshop on scalable trusted computing-STC 2010, New York: ACM, pp. 53–62, 2010.## [5] J.-L. Zhang, “A Survey on Silicon PUFs and Recent Advances in Ring Oscillator PUFs, Journal Of Computer Science and Technology,” vol. 29, no. 4, pp. 664–678, July 2014. DOI 10.1007/s11390-014-1458-1.## [6] Y. Lao and K. Parhi, “Reconfigurable architectures for silicon physical unclonable functions,” In IEEE international conference on electro/information technology-EIT 2011, New York: IEEE, pp. 1–7, 2011.## [7] J. Guajardo, S. S. Kumar, G. Schrijen, and P. Tuyls, “FPGA Intrinsic PUFs and Their Use for IP Protection,” CHES 2007, LNCS 4727, pp. 63–80, 2007.## [8] N. Beckmann and M. Potkonjak, “Hardware-Based Public-Key Cryptography with Public Physically Unclonable Functions,” In Lecture notes in computer science (LNCS), vol. 5806, International workshop on information hiding-IH 2009, Berlin: Springer, pp. 206–220, 2009.## [9] L. Bolotny and G. Robins, “Physically Unclonable Function-Based Security and Privacy in RFID Systems,” In IEEE international conference on pervasive computing and communications-PERCOM 2007, New York: IEEE, pp. 211–220, 2007.## [10] F. Armknecht, R. Maes, A.-R. Sadeghi, B. Sunar and P. Tuyls, “Memory leakage resilient encryption based on physically unclonable functions,” In Lecture notes in computer science (LNCS), vol. 5912, Advances in cryptology-ASIACRYPT 2009, Berlin: Springer, pp. 685–702, 2009.## [11] Q. Chen, G. Csaba, and P. Lugli, U. Schlichtmann, and U. Ruhrmair, “The bistable ring PUF: a new architecture for strong physical unclonable functions,” In IEEE international symposium on hardware-oriented security and trust-HOST 2011, New York: IEEE, pp. 134–141, 2011.## [12] A. Maiti and P. Schaumont, “Improved ring oscillator PUF: an FPGA-friendly secure primitive,” Journal of Cryptology, vol. 24, pp. 375–397, 2011.## [13] A. Maiti and P. Schaumont, “Improving the quality of a physical unclonable function using configurable ring oscillators,” In International conference on field programmable logic and applications-FPL 2009, New York: IEEE, pp. 703–707, 2009.## [14] A. Maiti, J. Casarona, L. McHale, and P. Schaumont, “A large scale characterization of RO-PUF,” In IEEE international symposium on hardware-oriented security and trust-HOST 2010, New York: IEEE, pp. 94–99, 2010.## [15] J. Guajardo, et al, “Brand and IP protection with physical unclonable functions,” 2008 IEEE International Symposium on Circuits and Systems, IEEE, 2008.## [16] J. W. Lee, D. Lim, B. Gassend, G. E. Suh, M. Van Dijk, and S. Devadas, “A technique to build a secret key in integrated circuits for identification and authentication applications,” In Proc. Symposium on VLSI Circuits, Digest of Technical Papers, pp.176-179, Jun. 2004.## [17] D. Lim, J. Lee, B. Gassend, G. E. Suh, M. van Dijk, and S. Devadas, “Extracting secret keys from integrated circuits,” IEEE Trans. Very Large Scale Integr. Syst., vol. 13, no. 10, pp.1200-1205, 2005.## [18] S. Kardas, M. Akgun, M. S. Kiraz, and H. Demirci, “Cryptanalysis of lightweight mutual authentication and ownership transfer for RFID systems,” In Workshop on lightweight security and privacy: devices, protocols, and applications-LightSec 2011, NewYork: IEEE, pp. 20-25 2011.## [19] H. Handschuh, G.-J. Schrijen, and P.Tuyls, “Hardware Intrinsic Security from Physically Unclonable Functions,” A.-R. Sadeghi, D. Naccache (eds.), Towards Hardware-Intrinsic Security, Information Security and Cryptography, DOI 10.1007/978-3-642-14452-3_2, pp. 39-53, 2011.## [20] R. Maes, A.Van Herrewege, and I. Verbauwhede, “ PUFKY: a fully functional PUF-based cryptographic key generator,” In Lecture notes in computer science (LNCS):, Workshop on cryptographic hardware and embedded systems-CHES 2012, Berlin: Springer, vol. 7428, 2012.## [21] C. Brzuska, M. Fischlin, H. Schröder, and S. Katzenbeisser, “Physically uncloneable functions in the universal composition framework,” In Lecture notes in computer science (LNCS), Advances in cryptology-CRYPTO 2011, Berlin: Springer, vol. 6841, pp. 51–70, 2011.## [22] E. Barker and J. Kelsey, “Recommendation for random number generation using deterministic random bit generators,” NIST special publication 800-90A, 2012. http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-0A/SP800-90A.pdf.## [23] G. Swetha, “Temperature variation effects on asynchronous PUF design using FPGAs,” Phd Thesis, University of Toledo, 2014. http://utdr-toledo.edu/theses-dissersions.## [24] R. Tauhidur, et al., “ARO-PUF: An aging-resistant ring oscillator PUF design,” Proceedings of the conference on Design, Automation & Test in Europe, European Design and Automation Association, 2014.## [25] S. Mueelich and M. Bossert, “A New Error Correction Scheme for Physical Unclonable Functions,” IEEE SCC 2017, Hamburg, Germany, 6-9 Feb. 2017.## [26] F. Ganji, S. Tajik, and J.-P. Seifert, “Fourier Analysis Based Attack against Physically Unclonable Functions,” https://eprint.iacr.org/2017/551.pdf## [27] T. A. Soroceanu, “Security Analysis of Strong Physical Unclonable Functions,” MSc Thesis, Berlin, 2017.## [28] S. Tajik, “On the physical security of physically unclonable functions,” MSc thesis, TU Berlin, 2017.## | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 655 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 526 |