.png)
.png)
Послать статью по эл. почте 
Физически неклонируемая функция типа АБИТР с нелинейными парами путей
https://doi.org/10.21122/2309-4923-2023-1-54-62
Аннотация
Физическинеклонируемыефункции (ФНФ) являются базовыми элементами физической криптографии, позволяющие решать такие задачи как, неклонируемая идентификация, аутентификация и доказательство авторства на цифровые устройства, генерирование случайных последовательностей и т. п. Отличительными особенностями ФНФ являются их случайность, непредсказуемость и невоспроизводимость, обусловленные неконтролируемыми, случайными вариациями исходных материалов и технологических процессов при их изготовлении. По своей сути ФНФ представляют собой цифровые схемы, позволяющие извлекать подобные вариации и преобразовывать их в двоичную форму для дальнейшего использования. Среди всего многообразия ФНФ выделяют ФНФ типа арбитр (АФНФ), которая представляет собой цифровую схему, которая принимает на входы двоичное значение N-разрядного запроса и вырабатывает однобитный ответ. Функционирование схемы АФНФ основано на сравнении времени прохождения двух копий тестового сигнала по паре конфигурируемых путей, выбранной значением запроса из множества 2N всех возможных пар. Результат сравнения и определяет двоичное значение ответа АФНФ. Множество всех пар запросответ является случайным, непредсказуемым и невоспроизводимым в случае реализации копий схемы ФНФ как на одном, так и на других кристаллах, в том числе с использованием различных технологий. В данной статье предлагается новый подход к синтезу схем АФНФ, основанный на применении элементов перестановочных сетей и позволяющий формировать нелинейные конфигурации пар путей, чтопотенциально усложняет построение модели АФНФ с целью осуществления атаки на ее реализации. Приводятся новые схемотехнические решения для построения АФНФ и результаты экспериментальных исследований их основных характеристик, полученных при реализации на FPGA серии Zynq-7000.
Об авторах
А. А. ИванюкБеларусь
Иванюк Александр Александрович - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры информатики БГУИР.
Минск
А. Ю. Шамына
Беларусь
Шамына Артем Юрьевич - магистр технических наук, старший преподаватель кафедры ПОИТ БГУИР.
Минск
Список литературы
1. Ярмолик, В.Н. Физически неклонируемые функции / В.Н. Ярмолик, Ю.Г. Вашинко // Информатика. – 2011. – № 2 (30). – С. 92-103.
2. Gassend, B. Silicon physical random functions / B. Gassend [et al.] // Proc. of 9th Computer and Communications Security Conf. (CCS’02), Washington, DC USA, 18–22 Nov. 2002. – Washington, 2002. – P. 148-160.
3. Waksman, A. A Permutation Network / A. Waksman // Journal of the ACM. – 1968. – №1(15). – P. 159-163.
4. Santikellur, P. Deep Learning based Model Building Attacks on Arbiter PUF Compositions / P. Santikellur, A. Bhattacharyay, R.S. Chakraborty // IACR Cryptol. ePrint Arch. – 2019. – 10 p. – (Preprint / Paper 2019/566).
5. Zhang, J. Set-Based Obfuscation for Strong PUFs Against Machine Learning Attacks / J. Zhang, C. Shen // IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers. – 2021. – № 1(68). – P. 288-300.
6. ZyboZ7: Zynq-7000 ARM/FPGA SoC Development Board [Electronic resource]. – Mode of access: https://digilent.com/reference/programmable-logic/zybo-z7/start. – Date of access: 19.01.2023.
7. Morozov, S. An Analysis of Delay Based PUF Implementations on FPGA / S. Morozov, A. Maiti, P. Schaumont // Proc. of International Symposium on Applied Reconfigurable Computing: Tools and Applications (ARC 2010), Los Angeles, CA, US, 25–27 Mar. 2010. – Los Angeles, 2010. – P. 382-387.
8. Costa, L.F. Exploring complex networks through random walks [Electronic resource] / L.F. Costa, G. Travieso. – Physical Review E, 2007. – Mode of access: https://arxiv.org/pdf/physics/0604193.pdf. – Date of access: 19.01.2023.
9. Rukhin, A. A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications [Electronic resource] / A. Rukhin [et al.] ‒ NIST Special Publication 800-22, 2010. ‒ Mode of access: https://www.nist.gov/publications/statistical-test-suite-random-and-pseudorandom-number-generators-cryptographic. ‒ Date of access: 19.01.2023.
10. Martin-Navarro, J.L. Review of the Lineal Complexity Calculation through Binomial Decomposition-Based Algorithms / J.L. Martin-Navarro, F.S. Amparo // Mathematics. – 2021. №5 (9) – P. 1-22.
11. Maiti, A. A Systematic Method to Evaluate and Compare the Performance of Physical Unclonable Functions / A. Maiti, V. Gunreddy, P. Schaumont. In: Athanas, P., Pnevmatikatos, D., Sklavos, N. (eds.) Embedded Systems Design with FPGAs. Springer, New York, NY, 2013. – P. 245-267.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Иванюк А.А., Шамына А.Ю. Физически неклонируемая функция типа АБИТР с нелинейными парами путей. «Системный анализ и прикладная информатика». 2023;(1):54-62. https://doi.org/10.21122/2309-4923-2023-1-54-62
For citation: Ivaniuk A.A., Shamyna A.Y. Physically non-cloneable arbiter-type function with non-linear path pairs. «System analysis and applied information science». 2023;(1):54-62. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/2309-4923-2023-1-54-62
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.
