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獨特“指紋”：防偽安全芯片新技術(shù)

來源：通信世界網(wǎng)-通信世界周刊　作者：Tina MÖbius　責任編輯：admin　發(fā)表時間:2012-07-03 13:37　

核心提示：雖然這種技術(shù)在可編程門陣列（FPGA）中實現(xiàn)，但與微芯片（ASIC）和智能卡中的硬件組件效果完全一樣。目前，Merli和他的同事正研究將PUF模塊與實際應(yīng)用相匹配。例如他們檢驗了哪些結(jié)構(gòu)運行尤其高效，并能夠以節(jié)省空間為前提集成到相應(yīng)的組件中。

如今，在利潤的驅(qū)使下，廉價的盜版風越演越烈，從日常消費品已逐漸延伸至電子工業(yè)，諸如芯片、電子配件等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)也蒙受其害。根據(jù)德國機械設(shè)備制造業(yè)聯(lián)合會VDMA的一項調(diào)查顯示，2010年僅機械和設(shè)備制造行業(yè)所遭受的盜版銷售額損失就達到640億歐元。同時假冒產(chǎn)品還會危害到企業(yè)品牌形象以及安全生產(chǎn)。

對此，德國弗勞恩霍夫安全信息技術(shù)研究院SIT的研究人員提出了一種以芯片材料特性為基礎(chǔ)，保護產(chǎn)品和預(yù)防盜版的新方法，即“物理層防克隆功能（PUFs）”。

“即使生產(chǎn)過程再小心，芯片間也必然存在細微的差別，這是無法控制的。”SIT科學(xué)家Dominik Merli解釋道。例如在導(dǎo)體電路中，導(dǎo)體的厚度或長度會出現(xiàn)小的偏差，材料密度也不盡相同。“沒有任何制造商可以兩次生產(chǎn)出完全相同的芯片。”Merli表示。這種偏差小到不會對芯片的功能產(chǎn)生任何影響，但它卻可以使配件獨一無二�？茖W(xué)家正是利用這種特性，制造出一種虛擬“指紋”，并以此為基礎(chǔ)生產(chǎn)了一個代碼。

從指紋到隱藏密鑰

目前，研究人員可以直接將PUF模塊集成到芯片中。該模塊的核心部件是測量電路—環(huán)形振蕩器中的一個矩陣。每個振蕩器都會產(chǎn)生一個特有的時鐘脈沖信號，根據(jù)芯片材料特性的不同，它的運動時快時慢；而根據(jù)電線寬窄不同，或材料密度大小之分，信號所產(chǎn)生的頻率也不相同。如果測量一系列振蕩器頻率，每個配件0位和1位的數(shù)字次序均不相同，這便產(chǎn)生了芯片的獨特“指紋”。

因為測量時會出現(xiàn)輕微的誤差，所以指紋首先會“消失”，這就意味著每個測量過程中都會出現(xiàn)細微信號波動。同時其引發(fā)的第二個問題在于，位的分配不可能完全有規(guī)律可循。根據(jù)PUF結(jié)構(gòu)不同，會產(chǎn)生更多的0位或1位。為了將這種指紋用于配件特有密鑰，其產(chǎn)生的位必須完全一致，統(tǒng)計上0位和1位應(yīng)當平分。因此，研究人員添加了一個模糊提取器，這種結(jié)構(gòu)以一種誤差校正標準，排除了噪聲干擾，并且借助一個散列函數(shù)，來校正位的分配。(責任編輯：admin)

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