智能家居系统中芯片认证技术研究.pdfVIP

第 25卷第 1期 北华航天工业学院学报 Vol_25 No．1 2015年 2月 JournalofNorthChinaInstituteofAerosoaceEngineerin~ Feb．2015 智能家居系统中芯月认证技术研究 张 健 瑞． (北华航空工业学院 电子与控制学完，河北 廊坊065000) 摘 要：本文针对智能家居系统中数据存储安全问题，研究了在系统设计 中加入物理抗入侵技术，通过构建实 验测试方法，得到等效电路模型，来提取出PDS中的固有差：辛，最终构建硬件物理反克隆函数 (PUF)模型， 该模型是通过分析和描述电源分布参数系统中阻抗参数的工艺偏差，找出相应的规律，构建和设计物理反克隆 函数，来实现硬件安全。 关键词：智能家居 ，芯片认证 ，PUF 中图分类号：TN47 文献标识码 ：A 文章编号：1(73—7938(2015)01—0013—03 所有通信系统和计算机系统的硬件安全性，一 钥 ’都是非易失静态存在的，即使在不使用的时候， 般情况下都是依靠有效的保护 “密钥”等核心秘密信 密 也不会消失，甚至有些 “密钥”信息就是某一数 息来实现的。可靠有效的保护 “密钥”等核心秘密信 值芋列或生成逻辑的版图，静态地以明文形式而存 息，可以给通信或是计算机系统中用到的集成电路 在均。这些传统的硬件储存 “密钥”的安全机制在受 芯片(IC)提供唯一的认证信息，以确保相互之间通 到 种物理的侵入式攻击 (通过微探测、激光切割等 信的信息安全。基于这些有效的 “密钥”可以提供高 逆甸分析手段来获取芯片的版图和电路设计 ，从而 安全级别的安全机制，例如认证 ，授权，远程激活，硬 获．导所需 “密钥”信息)和非侵入式攻击(在不破坏芯 件计量或加密等等。但在实际上应用的大多数系统 片拘情况下，通过测试芯片工作时的旁路信息并通 中，对 “密钥”保护的安全程度很低，尤其在面临各种 过一些数学的统计分析得到 “密钥”等机密信息，比 各样的物理攻击时，往往会造成密钥的泄漏而丧失 较常见的有功耗分析技术、电磁分析技术等)时很容 系统的安全性 。 易世露关键的 “密钥”信息，从而导致安全机制的瘫 一 般保护 “密钥”等核心秘密信息的方式大体 痪 并且，一旦关键的数字 “密钥”信息泄露，攻击者 就可以将数字 “密钥”信息编译到新的芯片中，实现 上可分为两种：一种是纯粹软件的保护，这种保护方 芯片的克隆，来完成仿制攻击。为了提高系统的安 法在面临物理攻击时(如伪装攻击、芯片复制攻击 全性，研究出相 比于 EEPROM和熔丝安全程度更 等)保护能力很低，关键密钥信息容易泄露；另一种 高均措施是非常有必要的，以便阻止攻击者通过各 方法是基于硬件的保护，将 “密钥”等核心秘密信息 种泵查手段和仿真非法获得至关重要的 “密钥” 内嵌于集成电路芯片(Ic)内部以达到保护的 目的， 信 息。 这种保护手段的保护能力较高，在安全程度高的场 1 PDS特性与特征提取 合得到了广泛的应用。传统的硬件储存 “密钥”的形 1．