基于SRAM PUFs的熵獲取電路的設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展,無論是個人領(lǐng)域的信息加密,還是商業(yè)領(lǐng)域的機(jī)密保護(hù)都對信息安全提出了很高的要求。物理不可克隆函數(shù)(Physical Unclonable Functions,PUFs)的出現(xiàn)能在一定程度上滿足人們對安全性的要求。基于SRAM的PUFs廣泛存在于現(xiàn)有的嵌入式設(shè)備中,其因具有結(jié)構(gòu)簡單、實現(xiàn)容易、抗預(yù)測性好等優(yōu)點而被研究者青睞。但是,目前缺乏對于SRAM PUFs中的振蕩節(jié)點特性的相關(guān)研究。同時,現(xiàn)有的SRAM PUFs的

2、熵獲取架構(gòu)在處理大量節(jié)點數(shù)據(jù)時效率不高。存在如果SRAM PUFs的節(jié)點信息泄露,現(xiàn)有的架構(gòu)不能迅速更換熵源的問題。
  本文設(shè)計了一種基于SRAM PUFs的高效熵獲取電路。通過將不提供熵值的穩(wěn)定節(jié)點和提供低熵值的振蕩節(jié)點篩除,只選用能夠提供較高熵值的振蕩節(jié)點來生成滿熵種子,從而大幅降低數(shù)據(jù)處理量,提高節(jié)點數(shù)據(jù)的處理效率。通過測試SRAM PUFs內(nèi)部振蕩節(jié)點的振蕩特性,提出一種優(yōu)化的SRAM PUFs高熵值振蕩節(jié)點的篩選策略,

3、并基于此策略設(shè)計出熵獲取電路。本文的熵獲取電路在CycloneⅣ系列FPGA上成功實現(xiàn),可以產(chǎn)生256bit的滿熵的種子且處理的節(jié)點數(shù)據(jù)量只有全部節(jié)點數(shù)據(jù)量的0.5%~4%。
  本文設(shè)計的熵獲取電路所生成的種子滿足隨機(jī)數(shù)生成器要求,產(chǎn)生的偽隨機(jī)數(shù)全部通過了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的隨機(jī)數(shù)檢測。與目前使用全部節(jié)點上電值生成種子的方法相比,本文提出的熵獲取電路是一種高效的、適用范圍較廣的設(shè)計,其可以為現(xiàn)有的信息安全系統(tǒng)提供熵值穩(wěn)定的

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