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一种基于线性反馈移位寄存器的轻量级强PUF设计

作者:侯申 郭阳 李暾 李少青

关键词: 硬件安全; 物理不可克隆函数; 线性反馈移位寄存器; FPGA; 轻量级;

摘要:物理不可克隆函数(PUF),是一种新型硬件安全原语,可以用FPGA和ASIC实现,避免芯片被过度制造和非法克隆。PUF可以用于安全密钥生成和芯片认证,强PUF是其中一种重要的分类,强PUF具有极大的CRP空间,适用于设备实体的安全认证。经典的以仲裁器PUF为代表的强PUF设计面积开销大,唯一性不够理想,难以在一些资源集约的场景,如嵌入式系统和物联网(IoT)设备中应用。为了减小硬件开销,提出了一种新型轻量级强PUF设计,该设计利用线性反馈移位寄存器对弱PUF的输出响应进行混淆以获得大量的输出响应,结构简单,易于实现。在28nm的FPGA上实现并评估了该PUF设计。实验结果表明,该PUF的随机性为49.8%,唯一性为50.25%,硬件开销很小。 


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