Синтез симметричных путей физически неклонируемой функции типа арбитр на FPGA

Abstract

Physical cryptography is one of the current trends among the existing methods of protecting digital devices from illegal access. Circuit design solutions in physical cryptography are called digital physically unclonable functions (PUFs), which to be implemented ensure the uniqueness, non-reproducibility (non-cloning) of the protected digital device. In addition, PUFs should be efficient as hardware resources. The existing implementations of the arbiter PUF are based on the synthesis of configurable symmetric paths, when each link is a pair of two-input multiplexers providing two configurations of test signal translation: direct and cross. In order to build a single link on FPGA, it is necessary to use two built-in LUT-blocks, providing the implementation of two multiplexers, meanwhile the hardware resources of LUT-blocks are not fully utilized. The article presents a new architecture of symmetric paths of the arbiter PUF, allowing efficient use of hardware resources of LUT-blocks for various FPGA families.Физическая криптография является одним из актуальных направлений среди существующих методов защиты цифровых устройств от нелегального доступа. Схемотехнические решения, лежащие в основе физической криптографии, получили название цифровых физически неклонируемых функций (ФНФ), реализация которых обеспечивает уникальность, невоспроизводимость (неклонируемость) защищаемого цифрового устройства. Кроме того, ФНФ эффективны с точки зрения аппаратных ресурсов при их реализации. Существующие ФНФ типа арбитр основаны на синтезе конфигурируемых симметричных путей, каждое звено которых представляет собой пару двухвходовых мультиплексоров, обеспечивающих две конфигурации трансляции тестовых сигналов: прямую и перекрестную. Для построения на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС) типа FPGA одного звена необходимо применение двух встроенных LUT-блоков, обеспечивающих реализацию двух мультиплексоров, при этом ресурсы LUT-блоков используются не полностью. В статье предлагается новая архитектура звеньев симметричных путей ФНФ типа арбитр, позволяющая эффективно применять ресурсы LUT-блоков различных кристаллов FPGA

    Similar works