面向公共的 PUF：在操作系统层面增强嵌入式安全性
密码学与安全
2023-08-03 v2
摘要
安全性对物联网（IoT）至关重要。用于认证和加密的密码学操作通常依赖高熵随机输入以及安全、防篡改的标识，而这些在受限嵌入式设备上难以获得。本文设计并分析了将物理不可克隆函数（PUFs）通用集成到支持约 250 个平台的 IoT 操作系统 RIOT 中。我们的方法利用未初始化的 SRAM 作为异构设备的数字指纹。我们的设计基于一项广泛的实地 PUF 性能研究，涉及对真实世界中自然老化的 700 多个 IoT 节点的 SRAM 测量。我们量化了静态 SRAM 偏置以及设备的老化效应，并将结果纳入系统。本工作弥补了此前已识别的、缺乏统计显著样本量以测试 PUF 不可预测性的缺口。我们在 64 kB SRAM 的 COTS 设备上的实验表明，由 SRAM PUF 导出的安全随机种子提供 256 比特、设备唯一密钥提供超过 128 比特的安全性。在实际安全评估中，我们表明 SRAM PUF 可抵御中等攻击场景，极大提升了低端 IoT 设备的安全性。
引用
@article{arxiv.2301.07048,
title = {PUF for the Commons: Enhancing Embedded Security on the OS Level},
author = {Peter Kietzmann and Thomas C. Schmidt and Matthias Wählisch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07048},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 12 figures, 3 tables