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不可克隆的功能技术如何使您的设计受益

星星科技指导员 来源:Maxim 作者:Kristopher Ardis 2022-05-25 17:48 次阅读

具有集成物理不可克隆功能 (PUF) 技术的可靠、具有成本效益的 IC 直到最近才面世。在这篇博文中,我将揭开 PUF 技术的神秘面纱,以帮助您更好地了解它如何以及为什么可以使您的设计受益。

所以,让我们从一些基本的解释开始。检查芯片的物理设计,您会发现制造的每一块硅片都有细微的差异。尽管硅制造工艺非常精确,但制造的每个电路仍然存在差异。PUF 利用这些微小的差异来生成二进制值,即每个芯片上的唯一编号。使用足够多的 PUF 单元,您可以创建具有随机生成数字的良好特性的任意长度数字。PUF 技术提供最大价值的地方在于它用于密钥时。

密钥在数字安全中至关重要。为了保护数字世界中的任何东西,您需要实施某种形式的加密。正确的加密工具可以帮助您保护从 A 点到 B 点的通信(机密性),检测收到的消息是否被篡改(完整性),并证明设备属于特定组或网络(身份验证)。在每种情况下,密钥在安全过程中都扮演着不可或缺的角色。通过访问密钥,攻击者可以造成各种破坏——例如,冒充有效设备、创建欺诈性消息或监听敏感通信。

在硅中,密钥通常存储在某种存储单元中。例如,一些系统使用非易失性存储器,如 NOR/NAND 闪存或特殊的外部存储器芯片,如电池供电的 SRAM。当主系统微控制器或微处理器需要使用该密钥时,它必须通过内存总线读取它,该密钥在此以明文形式传输。为了保护该密钥,一些系统实施了广泛且昂贵的物理安全方法,以阻止攻击者监控这些明文传输。然而,撇开成本不谈,这些方法并不是完全安全的。

将密钥存储在将要使用的相同位置可能会更有效。对于嵌入式系统,这通常是非易失性存储器,因此密钥被编程到闪存或 EEPROM 中,或者可能被制造到 ROM 中。然而,虽然密钥保留在芯片上,但诸如微探测之类的物理技术仍然可以发现这些密钥。此外,当系统断电时,密钥内容仍存储在闪存、EEPROM 和 ROM 中。如果检测到攻击,则无法擦除这些记忆。电池支持的 SRAM 解决了这个漏洞,并且在与篡改检测传感器一起使用时效果更好。借助这些技术,超低功耗传感器可以使用小电池来检测各种物理攻击,如果检测到攻击,则会擦除存储密钥的小型电池供电 SRAM。如果攻击者移除电池以禁用传感器,此行为也会从 SRAM 中移除电源,并且密钥信息会丢失。然而,这种方法中的电池确实增加了整体解决方案的成本和尺寸,更不用说环境问题了。

是什么让 PUF 成为更安全的解决方案?

通过有效的 PUF 实施,您可以克服传统密钥存储的限制:

在正常工作条件下,PUF 电路本质上是非易失性的,因此不需要电池或其他永久电源。虽然从任何 IC 的 PUF 电路读取的数字都应具有良好的随机特性,但 IC 中的 PUF 每次都会可靠地产生相同的结果。

尝试对 PUF 实现进行物理探测将极大地改变该 PUF 电路的特性,并导致产生不同的数字。

来自 PUF 的密钥只能在加密操作需要时生成,并且之后可以立即擦除。

因此,您从 PUF 实施中获得的是非易失性存储器的材料清单 (BOM) 和环境优势以及防篡改 SRAM 的安全性。虽然 PUF 技术本身不足以确保密钥安全,但它确实有助于确保嵌入式设备不是系统中引起攻击者不必要注意的脆弱点。

攻击中使用的技术继续变得更加复杂,不幸的是,这些技术可以使用。PUF 技术是目前可用的更强大的安全技术之一,可在可预见的未来帮助保护您的设备免受威胁。

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    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  结构特性 Resolver Size : 21 Pole Pairs : 1 其他 Angular Error ('): 20
    发表于 08-21 01:00 79次 阅读

    315-120 315-120 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 74次 阅读

    10207854-00 341A-240 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 72次 阅读

    4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-300 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 106次 阅读

    4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-800 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 98次 阅读

    603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 20.8 x 20.8 x 14.5 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 100...
    发表于 08-21 01:00 66次 阅读

    20010631-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 14.6 x 10.2 x 7.6 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 12000...
    发表于 08-21 01:00 54次 阅读

    62105012-000 62105012-000 位置传感器配套仪表

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线路电源电压要求 (VDC): ±12, ±15 信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型 (VDC): ±10 励磁电压 (Vrms): 3 信号特征 励磁频率 (kHz): 2.5 – 10 机械附件 信号调节 - LVDT/RVDT 安装 : Printed Circuit Board Edge or Terminal Block 使用环境 工作温度范围 : -1 – 55 °C [ 30 – 130 °F ] 其他 传感器类型 : 带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT 传感器通道 : 1 ...
    发表于 08-21 01:00 68次 阅读

    67010001-000 67010001-000 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  使用环境 工作温度范围 : 5 – 60 °C [ 41 – 140 °F ]
    发表于 08-21 01:00 62次 阅读

    7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : IEPE 即插即用加速度计传感器类型 : 交流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 10-32 同轴连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±5 励磁电压 (VDC): 18 – 30 励磁电流 (mA): 2 – 10 信号特征 频率响应 (Hz): 0.3-10000 主体特性 轴数 : 1 重量 : 8.6 g [ .303 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 53次 阅读

    72162000-020 72162000-020 倾角传感器和倾角仪

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  结构特性 接口 : 模拟 电气特征 电源电压 (VDC): 12 – 24 模拟接口 (mA): 4 – 20 端接特性 倾角传感器和测斜仪安装 : 垂直 尺寸 尺寸 (mm): 最多 70 倾角传感器和测斜仪精确度 (°): 最多 +/- .5 分辨率 (°): 最多 +/- .01 使用环境 测量原理 : 液体 工作温度范围 : -25 – 60 °C [ -13 – 140 °F ] 包装特性 倾...
    发表于 08-21 01:00 47次 阅读

    11106140-00 AST4300A05000P4P1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 非易燃压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 10 英尺导管 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 压力 : 344.73 bar [ 5000 psi ] 工作温度范围 : -40 – 80 °C [ -40 – 176 °F ] 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 121次 阅读

    11108715-00 AST4600A02000P4W1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 防爆型压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 导管 2 m 引线 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 工作温度范围 (°C): -40 – 85 工作温度范围 (°F): -40 – 185, -40 – 185 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 74次 阅读