基于路径敏化的多熵源软PUF

摘要

物理不可克隆函数作为一种芯片指纹,已经在信息安全领域获得了广泛应用。但是,目前主流物理不可克隆函数需要设计独特的硬件结构以获取特征信息,在极端开销受限系统方面的应用面临着巨大的挑战。故以路径敏化为研究对象,结合器件延迟偏差特性与寄存器采样不确定性,提出一种从已有硬件结构中提取偏差数据的多熵源软物理不可克隆函数设计方案。该方案首先选择若干组测试激励敏化目标路径,建立物理不可克隆函数响应与芯片特征的映射关系;然后分别在电路网表中插入扫描链结构,在触发器采样阶段施加不同超频时钟信号,提取芯片的异常数据;最后将其与标准输出进行对比,统计不同时钟频率下的错误路径条数,并进行随机组合获取物理不可克隆函数响应。实验结果表明,所提物理不可克隆函数惟一性为47.58%,随机性为49.7%,且具有抗机器学习攻击的能力。