Hochsichere, physikalisch nicht klonierbare kryptographische Primitive, basierend auf einer interfazialen magnetischen Anisotropie.

In einem Schritt nach vorne für die Informationssicherheit im Internet der Dinge hat ein Forscherteam in der Online-Ausgabe von Nano Letters ein neues Papier veröffentlicht, in dem es eine neue Art von physikalisch nicht klonierbarer Funktion (PUF) auf der Grundlage von interfacial magnetic anisotropy energy (IAE) entwickelt hat. Diese PUF nutzt die zufällige Verteilung der Magnetisierungsorientierung jeder Vorrichtung, die aus der Sub-Nanometer-Variation der durch den Verdünnungsprozess erzeugten Oxidschicht stammt.

Das Team wird von Long You, einem Professor an der Huazhong University of Science and Technology und Leiter ihres Forschungsteams für nanoskalige energieeffiziente Geräte, geleitet und arbeitet mit Min Song, einem Assistenzprofessor der Hubei University, zusammen.

„Die Informationssicherheit ist von großer Bedeutung für die sich nähernde Ära des Internet der Dinge (IoT). PUFs sind aufgrund ihrer intrinsischen zufälligen physikalischen Beschaffenheit fast unmöglich zu duplizieren und können als der intrinsische elektronische Fingerabdruck oder biometrische Fingerabdruck eines Gerätes betrachtet werden“, sagte You. „Darüber hinaus können PUFs für die Authentifizierung und die Speicherung von geheimen Schlüsseln verwendet werden und sind in den letzten zehn Jahren zu einem aktuellen Thema im Bereich der Hardware-Sicherheit geworden.“

Die am häufigsten verwendeten PUFs in aktuellen integrierten Schaltungen sind siliziumbasierte Halbleiter-PUFs. Silizium-PUFs sind jedoch anfällig für Modellierung und Seitenkanalangriffe. Im Gegensatz dazu ist der magnetische PUF angriffsbeständig und unempfindlich gegenüber Umweltschwankungen.

„In allen zuvor vorgeschlagenen MRAM PUFs ist für ihre praktische Anwendung ein Verfahren zur Einstellung zufälliger Magnetisierungsorientierungen notwendig“, sagt Zhe Guo, Postdoktor im Team von You’s. „In unserem IAE-PUF wird während des MgO-Schichtausdünnungsprozesses die zufällige Verteilung der Magnetisierungsorientierungen gebildet, so dass keine Initialisierung erforderlich ist.“ Die Vermeidung von Zufallszuständen mit einem externen Magnetfeld oder Schreibstrom erleichtert die Integration und Skalierung bei geringem Stromverbrauch.

In dem vorgeschlagenen analogen PUF wurden die extrahierten Widerstandswerte durch ein Vergleichsverfahren in eine binäre Sequenz umgewandelt.

„Im Vergleich zum digitalen Pendant kann unser analoges PUF in dieser Arbeit eine größere Schlüsselgröße mit der gleichen Gerätenummer erzeugen“, sagt Huiming Chen, Koautor in diesem Beitrag. „Die größere Schlüsselgröße bietet ein höheres Sicherheitsniveau für die praktische Anwendung.“

Mehr Informationen:
Huiming Chen et al. Hochsichere physikalisch nichtklonierbare kryptographische Primitive auf der Basis von Grenzflächenmagnetischer Anisotropie, Nano Letters (2018). DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b03338

Teilen Ist Liebe! ❤❤❤ 22 shares ❤❤❤

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

shares