TVI PUF：一种不受温度和电压影响的安全存储单元（PUF），具有很强的抗建模攻击能力

《IEEE Embedded Systems Letters》：TVI PUF: A Temperature- and Voltage-Independent PUF With High Resistance to Modeling Attacks

物理不可克隆函数（PUFs）在硬件安全中至关重要，但易受温度、电压及电磁攻击影响。本文提出温度电压独立型PUF（TVI PUF），采用双流水线结构结合挑战掩码技术，显著提升可靠性和抗建模攻击能力。实验表明，该电路在-40°C至150°C范围内运行稳定，BER低至1.21×10^-11，抗电磁攻击和建模攻击的漏洞率分别为50.47%和接近零。

　　

摘要：

在密码学中，密钥生成非常重要，因为它有助于保障数字通信的安全。物理不可克隆函数（PUFs）是一种能够在硬件层面确保安全性的电路，通过生成唯一的密钥来实现这一目标。然而，PUFs常常会受到温度和电压变化的影响，这可能会影响它们的可靠性。此外，PUFs还容易受到电磁攻击和建模攻击的威胁，因此使用能够抵御这些威胁的电路至关重要。在本文中，我们提出了一种不受温度和电压影响的PUF（TVI PUF）。该电路采用了一种新颖的两步（流水线）结构，结合了流水线技术和挑战混淆技术，从而提高了可靠性并增强了对抗建模攻击的能力。所提出的电路已在Xilinx Zynq7 FPGA上实现，并在多种条件下进行了测试。实验结果表明，该电路能够有效抵御建模攻击和电磁攻击，并且在温度范围为