基于电容式PUF安全封装的窃听信道
密码学与安全
2022-11-21 v2
摘要
为保护设备免受物理篡改，人们开发了防护性安全封装。然而，这些电池供电方案寿命有限，且须被主动持续监控。为克服这些缺陷，基于物理不可克隆函数（PUF）的无电池电容式封装被开发出来，其生成密钥加密密钥（KEK）用于密钥链的解密。为可靠复现PUF密钥并补偿噪声与环境影响的效应，密钥生成包含纠错码。然而，旨在局部破坏封装的钻孔攻击同样会改变PUF响应并经历相同的纠错流程。但纠正攻击效应极不可取，因其会破坏封装的安全概念。一般而言，设计纠错码使其对攻击具防篡改敏感性、同时仍能纠正噪声与环境效应是一项挑战性任务。我们首先分析外部影响与不同后处理参数下PUF响应的行为，由此推导基于PUF封装的系统模型，并构建基于q元极化码的窃听信道实现。我们在蒙特卡洛仿真中验证了所得纠错方案，并证明我们的窃听信道实现对于306位熵的PUF秘密实现了100位的物理层安全性。借此，我们进一步开发了电容式PUF安全封装，使其更近一步走向商用部署。
引用
@article{arxiv.2202.01508,
title = {The Wiretap Channel for Capacitive PUF-Based Security Enclosures},
author = {Kathrin Garb and Marvin Xhemrishi and Ludwig Kürzinger and Christoph Frisch},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01508},
year = {2022}
}