WikiSort.ru - Не сортированное

Оптические PUF

Оптический PUF состоит из прозрачного материала (например, стекла), в котором содержатся случайно распределённые свето-отражающие частицы (например, пузырьки воздуха). Когда лазерный пучок освещает материал создаётся спекл-структура (случайная интерференционная картина, которая образуется при взаимной интерференции когерентных волн, имеющих случайные сдвиги фаз и/или случайный набор интенсивностей). Спекл-картина является функцией внутренней структуры PUF, длины волны лазера, угла падения луча.

Одна из реализаций PUF состоит из источника когерентного света, чувствительных элементов на КМОП и электродов, используемых для поворота жидкого кристалла между двумя фазо-вращающими состояниями. Конфигурация электродов формирует вызов. Свет от лазера попадает в PUF и рассеивается. Он может попасть прямо на светочувствительный элемент, или частично поглотиться электродом, рассеяться и поменять поляризацию, в зависимости от состояния кристалла. На каждом чувствительном элементе когерентно складываются вклады по всем путям распространения света. Конфигурация электродов значительно влияет на изображение, записанное сенсором.

Оптическое зондирование PUF затруднительно, так как рассеяние света скрывает положение рассеивающих частиц. На данный момент технологии позволяют исследовать диффузионный материал только до глубины приблизительно в 10 раз большей длины волны излучения. Но даже если атакующий узнает все положения рассеивающих объектов, он не сможет сделать физическую копию PUF, так как принцип неопределённости не позволят точно расположить большое количество частиц. Может показаться, что проще смоделировать этот процесс и вычислять все правильные ответы на соответствующие вызовы. Но на самом деле в режиме реального времени это очень сложная задача, она требует вычислений порядка ${\displaystyle (A\lambda ^{2})^{3}d/\lambda }$ , где d — толщина PUF, A — освещенная область, ${\displaystyle \lambda }$  — длина волны, что обычно превышает ${\displaystyle 10^{20}}$ операций, что невозможно при современном развитии вычислительной техники.

Кремниевые PUF

Кремниевые PUF используют случайные вариации задержек в проводниках и затворах полевых транзисторов. Устанавливаются условия гонки в электрической цепи и два переключения распространяются по различным путям и выясняется, какой из них придет первым. Арбитр, обычно реализованный как триггер, дает 1 или 0 в зависимости от того, какой переход завершится первым. Когда схему по одинаковым маскам производят на разных чипах, логические функции, реализуемые в электрических цепях, различаются у каждого чипа из-за случайной вариации задержек.

PUF статической оперативной памяти (SRAM)

Данная PUF полагается на отклонения, которые неизбежно существуют для материалов, используемых при изготовлении аппаратуры. Они производят для данного входа — выход, который будет отличным для разных образцов данного оборудования, таким образом, препятствуя созданию точной копии данного продукта. Эти PUF представлены на всех интегральных схемах, имеющих статическую память^[1]. Они позволяют создавать идентификатор, который является свойством данной микросхемы, а не хранить его в цифровом виде.

Магнитные PUF

Магнитные PUF существуют на картах с магнитной полосой. Физическая структура магнитного носителя, используемого в картах, производится путём смешения миллиардов частиц феррита бария в пасту в процессе производства. Частицы имеют различную форму и размер. Затем паста наносится на принимающий слой. Частицы ложатся случайным образом. Заставить частицы лечь точно также во второй раз физически невозможно из-за неточности процесса, огромного числа частиц и случайной геометрии частиц. Когда паста высыхает, принимающий слой разрезается на полоски и затем приклеивается к пластиковым карточкам, но случайный порядок на магнитной полосе сохраняется и не может быль изменен. Из-за их физически некопируемой характеристики крайне невероятно, что две магнитные карточки когда-либо окажутся идентичными. В действительности, для стандартного размера пластиковой карточки вероятность того, что две любые карточки имеют точно совпадающие магнитные PUF, оценивается в 1 на 900 миллионов. Более того, поскольку PUF магнитный, мы знаем, что каждая карта несёт отчетливый, воспроизводимый и читаемый магнитный сигнал.

Персонализация PUF.

Личные данные, закодированные на магнитной полоске, вносят дополнительную случайность, в этом случае вероятность оценивается как 1 на 10 миллиардов.

Магнитная головка усиливает случайные магнитные сигналы. Так как на магнитную головку влияют скорость, давление, ускорение, каждый её удар о магнитную PUF будет давать вероятностный, но во многом отличительный сигнал. Это делает карту с магнитной полосой превосходным инструментом для генерации ключей, цифровых подписей, единовременных паролей.