基于SRAM PUFs的熵獲取電路的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，無(wú)論是個(gè)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(duì)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(duì)安全性的要求?；赟RAM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(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、抗預(yù)測(cè)性好等優(yōu)點(diǎn)而被研究者青睞。但是，目前缺乏對(duì)于SRAM PUFs中的振蕩節(jié)點(diǎn)特性的相關(guān)研究。同時(shí)，現(xiàn)有的SRAM PUFs的

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

3、并基于此策略設(shè)計(jì)出熵獲取電路。本文的熵獲取電路在CycloneⅣ系列FPGA上成功實(shí)現(xiàn)，可以產(chǎn)生256bit的滿熵的種子且處理的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量只有全部節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)量的0.5％～4％。
　　本文設(shè)計(jì)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(guò)了美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的隨機(jī)數(shù)檢測(cè)。與目前使用全部節(jié)點(diǎn)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(jì)，其可以為現(xiàn)有的信息安全系統(tǒng)提供熵值穩(wěn)定的