طراحی و تحقق یک مدار مقایسه کننده فرکانس مبتنی بر توابع فیزیکی غیرقابل کپی برداری برای محافظت از اصالت سخت افزار

سال انتشار: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 432

فایل این مقاله در 10 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_PADSA-6-4_003

تاریخ نمایه سازی: 30 فروردین 1399

چکیده مقاله:

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.

کلیدواژه ها:

امنیت سخت افزار ، توابع کپی ناپذیر فیزیکی ، پیاده سازی FPGA

نویسندگان

اقبال مددی

دانشگاه امام حسین (ع)

مسعود معصومی

استادیار دانشگاه آزاد اسلامی واحد اسلامشهر

علی دهقان منشادی

دانشگاه امام حسین (ع)

ابوالفضل چمن مطلق

دانشگاه جامع امام حسین(ع)

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • M. Roel, Physically Unclonable Functions: Constructions, Properties and Applications, Ph. ...
  • H. Handschuh, S. Geert-Jan, and P. Tuyls, Hardware Intrinsic Security ...
  • M. Platonov, SRAM-Based Physical Unclonable Function on an Atmel ATmega ...
  • V. Van der Leest, G.-J. Schrijen, H. Handschuh, and P. ...
  • J.-L. Zhang, A Survey on Silicon PUFs and Recent Advances ...
  • Y. Lao and K. Parhi, Reconfigurable architectures for silicon physical ...
  • J. Guajardo, S. S. Kumar, G. Schrijen, and P. Tuyls, ...
  • N. Beckmann and M. Potkonjak, Hardware-Based      Public-Key Cryptography with Public ...
  • L. Bolotny and G. Robins, Physically Unclonable Function-Based Security and ...
  • F. Armknecht, R. Maes, A.-R. Sadeghi, B. Sunar and P. ...
  • Q. Chen, G. Csaba, and P. Lugli, U. Schlichtmann, and ...
  • A. Maiti and P. Schaumont, Improved ring oscillator PUF: an ...
  • A. Maiti and P. Schaumont, Improving the quality of a ...
  • A. Maiti, J. Casarona, L. McHale, and P. Schaumont, A ...
  • J. Guajardo, et al, Brand and IP protection with physical ...
  • J. W. Lee, D. Lim, B. Gassend, G. E. Suh, ...
  • D. Lim, J. Lee, B. Gassend, G. E. Suh, M. ...
  • S. Kardas, M. Akgun, M. S. Kiraz, and  H. Demirci, ...
  • H. Handschuh, G.-J. Schrijen, and P.Tuyls, Hardware Intrinsic Security from ...
  • R. Maes, A.Van Herrewege, and I. Verbauwhede,                     PUFKY: a ...
  • C. Brzuska, M. Fischlin, H. Schröder, and S. Katzenbeisser, Physically ...
  • E. Barker and J. Kelsey, Recommendation for random number generation ...
  • G. Swetha, Temperature variation effects on asynchronous PUF design using ...
  • R. Tauhidur, et al., ARO-PUF: An aging-resistant ring oscillator PUF ...
  • conference on Design, Automation & Test in Europe, European Design ...
  • S. Mueelich and M. Bossert, A New Error Correction Scheme ...
  • F. Ganji, S. Tajik, and J.-P. Seifert, Fourier Analysis Based ...
  • T. A. Soroceanu, Security Analysis of Strong Physical Unclonable Functions, ...
  • S. Tajik, On the physical security of physically unclonable functions, ...
  • نمایش کامل مراجع