与物理不可克隆函数相关的通信信道分析
信息论
2021-12-07 v1 密码学与安全
math.IT
摘要
密码算法依赖于其相应密钥的保密性。在采用标准 CMOS 芯片的嵌入式系统中，当闪存等安全永久存储器不可用作密钥存储时，秘密密钥可由物理不可克隆函数（PUFs）导出，后者利用例如 SRAM 单元的微小制造差异。由于 PUFs 受环境变化影响，PUF 密钥的可靠复现需要纠错。对于具有二进制输出的硅 PUFs，错误以 PUF 响应中位翻转的形式出现。将信道建模为具有固定交叉概率 的二进制对称信道（BSC）仅是 PUF 响应真实行为的初步近似。我们提出了一种更现实的信道模型，称为可变二进制对称信道（VBSC），其考虑了不同 PUF 响应位的可靠性可能不相等。我们研究了其在编码器与解码器处信道状态信息（CSI）不同的多种场景下的信道容量。我们根据 Maes 等人的工作，将 VBSC 在不同 CSI 情形下的容量结果与位翻转概率分布进行了比较。
引用
@article{arxiv.2112.02198,
title = {Analysis of Communication Channels Related to Physical Unclonable Functions},
author = {Georg Maringer and Marvin Xhemrishi and Sven Puchinger and Kathrin Garb and Hedongliang Liu and Thomas Jerkovits and Ludwig Kürzinger and Matthias Hiller and Antonia Wachter-Zeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.02198},
year = {2021}
}