21055

۲۱۰۵۵

معرفي روشي براي شناسايي و احراز هويت دستگاههاي فيزيكي بوسيله توابع PUF و پيادهسازي آن روي FPGA

كارشناسي ارشد

الكترونيك سيستم هاي ديجيتال

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۱۲/۲۵

دكتر علي صدر

برق

چكيده شناسايي دستگاههاي فيزيكي به معناي اختصاص كد شناسهي منحصر به فرد به هر دستگاه و استفاده از آن براي احراز هويت ميباشد. يكي از جديدترين روشها براي اين كار استفاده از تواباع PUF اسات كاه باعا افزايش امنيت و كاهش هزينه نسبت به ديگر روشها است. با استفاده از ايده خطوط تاخير قابلبرنامهريازي روشي براي پيادهسازي PUF قضاوتگر روي FPGA معرفي و اجرا گرديد كاه شااخص هااي كيفيات آن در مقايسه با نمونههاي مشابه بهبود يافته است. بطور مثال در مورد شاخص يكنواختي يا مقدار ميانگين بيات - هاي خروجي عدد قابل قبول 53.63 درصد بدست آمده است كه در مقايسه با ديگر كاار هااي مشاابه انجاام شده )58 درصد( بهبود انجام شده است. همچنين در شاخص يكتايي عدد بسيار نزديك باه اياده آل 57.76 درصد به دست آمده است كه در مقايسه با بهترين نتايج در كارهاي مشاابه كاه 45.25 درصاد باوده اسات بهبود تا 5 درصدي حاصل شده است. عالوه بر اين با ايجاد تغيير در طراحي خطوط تاخير قابل برنامهريازي )PDL( منابع سختافزاري مصرفي براي پيادهسازي PUF به ميزان 75 درصد كاهش يافتاه اسات. همچنين بدليل ايجاد تقارن بسيار بهتر در طراحي تعداد واحدهاي تنظيمكننده )Tuning( الزم براي از بين بردن عدم تقارنهاي موجود هم تا حد زيادي كاهش يافته است. جهت رفع محدوديتهاي روش سختافازاري و نارم - افزاري احراز هويت روشي جديد معرفي و پيادهسازي شده است و براي اولاين باار تماام مراحال الزم باراي احراز هويت يك دستگاه FPGA با استفاده از PUF شامل ثبتنام شناسايي و احراز هويت به طور كامل و با استفاده از متلب انجام شده است.

1398/06/26

Introducing a method for identifying and authenticating physical devices by using PUF functions and implementing them on an FPGA.

9/17/2019 12:00:00 AM

Abstract: Identifying physical devices means assigning unique identifier code to each device and using it for authentication. One of the newest methods for this is the use of PUF functions, which increases security and reduces the cost in compare of other methods. Using the concept of programmable delay lines, a method for implementing Arbiter PUF was introduced and implemented on FPGA. Whose quality indices have improved compared to similar methods. For example, in the case of a uniformity or an average value of output bits, an acceptable number of 53.63% has been achieved, which is a remarkable improvement compared to other similar works (58%). Also, in the uniqueness index, the value is very close to the ideal of 50.76%, which is up to 5% improvment, compared with the best results in similar tasks, which is 45.25%. In addition, with the change in the design of programmable delay lines (PDL), the amount of hardware resources consumed for implementing PUF has dropped by 75%. Also, due to much better symmetry in the design of the number of tuning units, the tuning unit required to eliminate existing asymmetries has also greatly decreased. To eliminate the constraints of the hardware and software authentication, a method is introduced and implemented, and for the first time, all necessary steps to authenticate an FPGA device using the PUF include registration, identification and authentication completely done using MATLAB GUI. Keywords: Physically unclonable function – PUF – identification – authentication - Anti-counterfeitsoftware CRP- FPGA implementation