Publication: РЕАЛИЗАЦИЯ СИММЕТРИЧНЫХ ПУТЕЙ ФИЗИЧЕСКИ НЕКЛОНИРУЕМОЙ ФУНКЦИИ КОНФИГУРИРУЕМОГО КОЛЬЦЕВОГО ОСЦИЛЛЯТОРА НА FPGA
Дата
2025
Авторы
Иванюк, А. А.
Трубач, К. И.
Journal Title
Безопасность информационных технологий
Journal ISSN
Volume Title
Безопасность Информационных Технологий
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
В статье предлагается новая схема физически неклонируемой функции (ФНФ), основанная на конфигурируемом кольцевом осцилляторе. Схема использует измерение разницы задержек распространения сигналов по симметричным путям, построенным на внутренних ресурсах LUT-блоков программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) типа FPGA. Как было показано ранее, реализация строго симметричных путей на основе конфигурируемых соединений FPGA недостижима из-за априорного неравенства статических составляющих их задержек. Это положительно влияет на единообразие и внутрикристальную уникальность, но негативно сказывается на межкристальной уникальности ФНФ. Внутренняя структура LUT-блоков, функциональную основу которых составляет многовходовой мультиплексор, обладает большей степенью регулярности. Это позволяет использовать LUT-блоки для построения разнообразных ФНФ-схем с симметричными путями. Для предложенной схемы приведены основные параметры кольцевых осцилляторов и характеристики ФНФ, полученные как при моделировании, так и в ходе экспериментов с реализацией на кристаллах FPGA серии Xilinx ZYNQ 7000. Приемлемые показатели единообразия, стабильности, надежности, внутри- и межкристальной уникальности позволяют рассматривать предложенную схему в качестве кандидата для проектирования средств уникальной идентификации и защиты от клонирования цифровых устройств. Для автоматизации и обеспечения достоверности экспериментов было разработано специализированное микропрограммное ядро управления ФНФ-схемами. Помимо автоматизации экспериментов и расчета характеристик, данное ядро может быть использовано на практике для реализации процедур неклонируемой идентификации, аутентификации и генерации случайных данных.
Описание
Ключевые слова
Межкристальная уникальность , Симметричные пути , Конфигурируемый кольцевой осциллятор , Физически неклонируемые функции
Цитирование
Иванюк, Александр А.; Трубач, Ксена И. Реализация симметричных путей физически неклонируемой функции конфигурируемого кольцевого осциллятора на FPGA. Безопасность информационных технологий, [S.l.], т. 32, № 4, с. 37–51, 2025. ISSN 2074-7136. URL: https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1865. DOI: https://doi.org/10.26583/bit.2025.4.03.