طراحي و تحقق يك مدار مقايسه‌كننده فركانس مبتني بر توابع فيزيكي غيرقابل كپي برداري براي محافظت از اصالت سخت‌افزار

يكي از چالش هاي مهم در امنيت سخت افزار مقابله با كپي سازي و استفاده از سخت افزارهاي جعلي به جاي سخت افزارهاي اصلي و واقعي است. در حقيقت هدف اين نوع حمله خدشه دار كردن اصالت سخت افزار است و هدف آن كشف كليد يا پارامترهاي حساس ابزار رمز نيست. از   اين رو، براي مقابله با آن بايد تمهيدات ويژه و متفاوت با روش هاي متداول محافظت از امنيت الگوريتم ها و سامانه ها در نظر گرفته شود. يكي از موثرترين روش هاي مقابله با اين نوع حملات و محافظت از اصالت سخت افزار استفاده از توابع كپي ناپذير فيزيكي يا پاف است. توابع كپي ناپذير فيزيكي را مي توان براي استخراج پارامترهاي مخفي از خصوصيات فيزيكي و ذاتي مدارهاي مجتمع مورد استفاده قرار داد. فرآيندهاي وابسته پاف ها مي توانند انواع و اقسام داشته باشند اما پاف هاي سيليكوني كه بر مبناي تاخيرها و زمان بندي هاي خاص هر فرآيند هستند متداول تر هستند. در اين مقاله تحقق عملي يك پاف سيليكوني مبتني بر نوسان ساز حلقوي بر روي تراشه هاي FPGA از خانواده Xilinx گزارش شده است. نتايج پياده سازي نشان داد كه با استفاده از پنج نوسان ساز حلقوي قادر به ارائه يك كد امنيتي منحصر به فرد 10 بيتي با مصرف تقريبآ يك درصد از سطح تراشه هدف هستيم ضمن آن كه با صرف سخت افزار بيشتر قادر به دست يابي به كدهاي طولاني تر و امنيت بيشتر هستيم. تمامي شبيه سازي هاي انجام شده بر روي يك رايانه قابل حمل با مشخصات پردازنده مركزي از نوع دو هسته اي با فركانسGHz  2 و  GB 4 حافظه RAM پياده سازي شده اند.