PUF-RLA：一种基于PUF、采用二进制串洗牌的可靠轻量认证协议
密码学与安全
2020-07-21 v1
摘要
物理不可克隆函数（PUFs）可用于设备识别、认证、密钥存储及其他安全任务。然而，若大量PUF的挑战-响应对（CRPs）暴露给敌手，PUFs易遭受建模攻击。此外，许多需认证的内嵌设备资源受限严苛，因而要求轻量认证机制。我们提出PUF-RLA，一种基于PUF、采用二进制串洗牌的轻量且高可靠认证方案。该方案通过在服务端而非设备端施行纠错来增强PUF可靠性并缓解资源约束，且不妥协安全性。所提PUF-RLA对暴力、重放与建模攻击均具鲁棒性。在PUF-RLA中，我们在设备内引入一种廉价而安全的流认证方案，其在底层PUF被调用前先认证服务端。这阻止了敌手对设备PUF进行暴力破解以获取CRPs，实质上将设备锁止以防未授权的模型生成。此外，我们还引入一种涉及XOR与洗牌操作的轻量CRP混淆机制。结果与安全性分析证实PUF-RLA可抵御暴力、重放与建模攻击，并提供约99%的可靠认证。另外，相较近期提出的方法，PUF-RLA在FPGA中查找表（LUTs）与寄存器数分别减少63%与74%，同时提供额外认证优势。
引用
@article{arxiv.2007.09588,
title = {PUF-RLA: A PUF-based Reliable and Lightweight Authentication Protocol employing Binary String Shuffling},
author = {Mahmood Azhar Qureshi and Arslan Munir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.09588},
year = {2020}
}
备注
Published in the 2019 IEEE International Conference on Computer Design (ICCD)