基于RO频率分布特征的PUF比较策略研究

摘要

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions,PUF)是一种新型的硬件信息安全解决方案.它利用芯片制造加工过程中的随机差异生成唯一的响应,可以应用于设备认证,密钥生成等安全领域.基于环形振荡器(Ring Oscillator,RO)的PUF通过比较不同RO间的振荡频率来生成相应的输出.由于RO的频率与其在RO矩阵中的位置密切相关,因而容易受到入侵者的攻击.为了改善RO PUF在FPGA设备中的安全性,本文分析了RO频率在RO矩阵中的分布特征,发现并且总结了三种不同的RO频率分布规律,根据分布规律提出了三种新的RO比较策略.通过对比已有两种的比较策略,发现在响应的信息熵密度和资源消耗两方面,对称比较策略安全性最高,而随机比较策略的资源利用率最高.