Publication: ФИЗИЧЕСКИ НЕКЛОНИРУЕМЫЕ ФУНКЦИИ НА БАЗЕ УПРАВЛЯЕМОГО КОЛЬЦЕВОГО ОСЦИЛЛЯТОРА
Дата
2023
Авторы
Иванюк, А. А.
Ярмолик, В. Н.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Аннотация
Решается задача построения нового класса физически неклонируемых функций (ФНФ) на базе управляемого кольцевого осциллятора (УКО). Актуальность создания УКОФНФ связана с активным развитием физической криптографии, применяемой для целей идентификации электронных изделий и формирования криптографических ключей. Показано, что классические физически неклонируемые функции на основе кольцевых осцилляторов (КОФНФ) характеризуются большой аппаратурной избыточностью из-за необходимости реализовывать большое число КО, в силу того что, каждый бит ответа требует наличия независимой пары реальных КО. В тоже время КОФНФ характеризуются лучшими статистическими свойствами по сравнению с ФНФ типа арбитр и не требуют обеспечения идеальной симметричности и идентичности реализуемых КО. В качестве альтернативы КОФНФ предлагается новый класс физически неклонируемых функций, а именно УКОФНФ, использующий управляемые кольцевые осцилляторы, основанные на управлении частотой формируемых импульсов без изменения функциональности и структуры осциллятора. Важным достоинством УКО является возможность реализации на его основе множества КО, количество которых достигает 2m, где m есть количество разрядов осциллятора, и каждый из них определяется подаваемым запросом. В статье рассматриваются три альтернативных структуры предлагаемых ФНФ, а именно УКОФНФ1, УКОФНФ2 и УКОФНФ3. Показываются их основные достоинства и недостатки, в том числе, в случае двух вариантов реализации, а именно на программированной логике (FPGA) и произвольной логике (ASIC). В качестве базового варианта для реализации на FPGA рассматривается УКОФНФ2 менее подверженный межкристальной и, что более важно, внутрикристальной зависимости, вызванной технологическими особенностями производственного процесса. Практические исследования проводились путем реализации на современных FPGA УКОФНФ2, оценки ее работоспособности и основных ее характеристик. Экспериментально подтверждена работоспособность нового класса ФНФ при их реализации на программируемой логике, а также высокие показатели их основных статистических характеристик.
Описание
Ключевые слова
Идентификация электронных изделий , Основанные на кольцевых осцилляторах , Физически неклонируемые функции , Кольцевой осциллятор
Цитирование
ИВАНЮК, Александр А.; ЯРМОЛИК, Вячеслав Н.. ФИЗИЧЕСКИ НЕКЛОНИРУЕМЫЕ ФУНКЦИИ НА БАЗЕ УПРАВЛЯЕМОГО КОЛЬЦЕВОГО ОСЦИЛЛЯТОРА. Безопасность информационных технологий, [S.l.], v. 30, n. 3, p. 90-103, сен. 2023. ISSN 2074-7136. Доступно на: <https://bit.spels.ru/index.php/bit/article/view/1532>. Дата доступа: 28 сен. 2023. doi:http://dx.doi.org/10.26583/bit.2023.3.06.