STARSS: Small: Design of Light-weight RRAM based Hardware Security Primitives for IoT devices

STARSS:小型:为物联网设备设计基于 RRAM 的轻量级硬件安全原语

基本信息

  • 批准号:
    1903631
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 18.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-07-01 至 2020-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Our society has become increasingly dependent on electronic information exchange between personal devices and the cloud. Unfortunately, the number of identity and secure information leaks is on the rise. Many of the security breaches are due to insecure access channels to the cloud. The security problem is likely to be exacerbated in the Internet-of-Things (IoT) era where billions of devices in our homes, offices and cars are digitally connected. On the other hand, the Integrated Circuit's global and distributed supply chain has introduced hardware security issues, such as hardware Trojans, counterfeiting, etc. In such context, each IoT device should be equipped with a unique signature that can be used for authentication by the cloud and the data transmission between devices and the cloud should be securely encrypted.Physical Unclonable Function (PUF) is proposed to serve as the unique device signature for authentication and to generate the cryptographic keys for data encryption. Today's implementations of PUFs with silicon technology are either vulnerable to modeling attacks or side-channel attacks, and they are not robust under environmental variations. In this project, the PIs propose resistive random access memory (RRAM) technology to design the hardware security primitives, including weak PUF, strong PUF and true random number generator, to overcome the limitations of today's silicon design. The PIs exploit RRAM's intrinsic physical randomness as an entropy source. The design targets are small area, low power, high reliability and high tamper resistance. The design and fabrication of RRAM test chips are part of the proposed research.
我们的社会越来越依赖于个人设备和云之间的电子信息交换。不幸的是,身份和安全信息泄露的数量正在上升。许多安全漏洞是由于云的不安全访问渠道。在物联网(IoT)时代,我们的家庭,办公室和汽车中的数十亿设备都是数字连接的,安全问题可能会加剧。另一方面,集成电路全球化、分布式的供应链又引入了硬件安全问题,如硬件木马、假冒伪劣等,在这样的背景下,每个物联网设备都应该配备一个唯一的签名,可以用于云的身份验证,设备和云之间的数据传输应该安全加密。物理不可克隆功能(PUF)作为唯一的设备签名用于认证,并生成用于数据加密的密钥。目前采用硅技术实现的PUF容易受到建模攻击或侧信道攻击,并且在环境变化下不稳定。在这个项目中,PI提出了电阻式随机存取存储器(RRAM)技术来设计硬件安全原语,包括弱PUF,强PUF和真随机数发生器,以克服当今硅设计的局限性。PI利用RRAM的内在物理随机性作为熵源。设计目标是小面积、低功耗、高可靠性和高抗篡改性。RRAM测试芯片的设计和制造是拟议研究的一部分。

项目成果

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