Meget sikre fysisk uklonbare kryptografiske primitiver baseret på grænseflademagnetisk anisotropi

Som et skridt fremad for informationssikkerhed for tingenes internet, et team af forskere har offentliggjort en ny artikel i online-udgaven af Nano bogstaver hvor de har konstrueret en ny type fysisk uklonbar funktion (PUF) baseret på grænseflade magnetisk anisotropi energi (IAE). Denne PUF bruger den tilfældige fordeling af magnetiseringsorientering af hver enhed, som stammer fra den sub-nanometer variation af oxidlag, der produceres ved udtyndingsprocessen.

Holdet ledes af Long You, en professor ved Huazhong University of Science and Technology og lederen af ​​deres forskningsteam for energieffektive enheder i nanoskala, samarbejder med Min Song, en assisterende professor ved Hubei Universitet.

"Informationssikkerhed er af stor betydning for den nærmere Internet of Things (IoT) æra. PUF'er er næsten umulige at duplikere på grund af deres iboende tilfældige fysiske natur, og de kan betragtes som det iboende elektroniske fingeraftryk eller biometriske af en enhed, sagde du. Desuden PUF'er kan bruges til autentificering og hemmelig nøgleopbevaring og er blevet et varmt emne inden for hardwaresikkerhedsområdet i løbet af det sidste årti."

De mest udbredte PUF'er i nuværende integrerede kredsløb er siliciumbaserede halvleder PUF'er. Imidlertid, silicium PUF'er er sårbare over for modellering og sidekanalangreb. I modsætning, den magnetiske PUF er modstandsdygtig over for angreb og ufølsom over for miljømæssige variationer.

"I alle tidligere foreslåede MRAM PUF'er, en procedure til at indstille tilfældige magnetiseringsretninger er nødvendig for deres praktiske anvendelse, " sagde Zhe Guo, en postlæge i You's team. "I vores IAE-PUF, den tilfældige fordeling af magnetiseringsorienteringer dannes under MgO-lagets udtyndingsprocessen, så ingen initialisering er påkrævet." Undgåelsen af ​​at indstille tilfældige tilstande med et eksternt magnetfelt eller skrivestrøm gør det lettere at integrere og skalere ned med lavt strømforbrug.

I den foreslåede analoge PUF, de ekstraherede modstandsværdier blev konverteret til binær sekvens gennem en sammenligningsmetode.

"Sammenlignet med den digitale pendant, vores analoge PUF i dette arbejde kan generere større nøglestørrelse med det samme enhedsnummer, " sagde Huiming Chen, medforfatter i denne afhandling. "Den større nøglestørrelse giver et højere sikkerhedsniveau til praktisk anvendelse."