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面向信息安全芯片的物理不可克隆函数电路建模与实现
结题报告
批准号:
61474068
项目类别:
面上项目
资助金额:
87.0 万元
负责人:
汪鹏君
依托单位:
学科分类:
F0402.集成电路设计
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋志迪、俞海珍、张跃军、张巧文、唐伟童、喻四亚、王谦、厉康平、叶忠辉
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中文摘要
物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)电路属于芯片特征识别电路。它通过提取制造过程中无法避免引入的工艺偏差,产生无限多个特有的数据信息,具有唯一性、随机性和不可克隆性等特性,能有效实现身份认证和密钥产生。将其应用于信息安全芯片中,可以极大地提高密钥信息的安全性,达到防御各类攻击的目的。鉴此,本项目旨在通过对CMOS电路工艺偏差的研究,揭示芯片纹理特征与激励-响应之间的内在关系,提出新型PUF电路的集成电路设计方法,实现PUF电路与安全芯片的硬件复用。主要研究内容包括:PUF电路的模型构建及问题属性论证;高性能低成本PUF电路的结构设计;PUF电路与密码算法的融合应用;PUF电路的性能评测与优化等。研究成果将为新一代集成电路设计提供理论依据和方法指导,推动高性能安全芯片的广范应用。
英文摘要
Physical Unclonable Functions (PUF) is a fingerprint identification chip. The technique exploits static process variation across manufacturing process of integrated circuit to produce numerious unique, random and unclonable data. Because of its characteristics, PUF circuit can effectively fulfill authentication and key generation. With integrating into information security chip, PUF circuit greatly improve the security of key information, and resist various types of attacks. In project, goal of researching process variation is to reveal inherent relationship between physical features and challenge response pairs, to propose novel PUF circuit design technology, and implement hardware reuse technique between PUF circuit and security chip. Research domains contain mathematical modeling of PUF circuit and argumentation of property problem, designing of high-performance and low-cost PUF circuit, combining PUF circuit with cryptographic algorithms, and evaluation and optimization of PUF circuit performance. Research results will build a theoretical basis and guidance for the next generation of integrated circuit design, and promote the widespread application of high-performance security chip.
安全芯片能够使系统有效防御木马、病毒等的攻击,从而避免信息泄露或保障系统安全可靠工作,在社会日常生活的各个方面正在发挥越来越重要的作用。同时,随着攻击模式的不断演化升级和攻击破坏性的不断提高,安全芯片的有效性受到越来越严峻的考验。物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions, PUF)电路是芯片领域的“DNA特征识别技术”,利用硅片制造过程不可避免的工艺偏差,如光刻引起的特征尺度变化和随机掺杂导致的阈值电压波动等,来产生无限多个密钥。将这些具有唯一性、随机性和不可克隆性的密钥应用于信息安全芯片中,可以极大地提高密钥信息的安全性,达到防御各类攻击的目的。.本项研究以提高芯片安全性能和防御攻击性能为目标,以PUF电路工艺偏差研究为切入点,探索其与电路激励、响应之间的因果关系,进而解决包括新型PUF电路构建及其与密码算法有机融合方式等安全芯片设计关键问题,并对具体攻击方式下的安全芯片设计以及作为安全芯片核心部件之一的真随机数发生等问题开展了研究。主要研究内容包括:PUF电路模型构建及高性能PUF电路结构设计、PUF电路与密码算法融合设计、PUF电路性能评测与优化、防御恶意攻击电路设计、真随机数发生器设计等。.项目研究任务已顺利完成,所发展或设计的相关理论、算法、电路以及优化方案均经过相应实验验证,性能指标满足预期指标要求或高于同时期已报道同类成果。基于研究成果已发表学术论文43篇,被SCI收录7篇,EI收录13篇。其中国内外核心期刊论文31篇,学术会议论文12篇。已获授权发明专利10项,获授权电路布图设计4项。本项研究培养博士研究生4人,硕士研究生14人。研究成果适应当前社会生活发展的需要,所涉及相关关键技术具有重要理论价值和广阔的应用前景。其进一步转换推广对我国信息安全芯片设计、集成电路设计以及国家经济健康发展、社会稳定都具有积极作用。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2017
期刊:宁波大学学报(理工版)
影响因子:--
作者:丁代鲁;张跃军;李刚
通讯作者:李刚
High performance bistable weak physical unclonable function for IoT security
用于物联网安全的高性能双稳态弱物理不可克隆功能
DOI:10.1587/elex.15.20180879
发表时间:2018-10
期刊:IEICE Electronics Express
影响因子:0.8
作者:Gang Li;Pengjun Wang;Huihong Zhang
通讯作者:Huihong Zhang
DOI:--
发表时间:2017
期刊:电子学报
影响因子:--
作者:汪鹏君;龚道辉;张会红;康耀鹏
通讯作者:康耀鹏
DOI:--
发表时间:2016
期刊:电子学报
影响因子:--
作者:汪鹏君;李刚;钱浩宇
通讯作者:钱浩宇
DOI:--
发表时间:2018
期刊:电子技术应用
影响因子:--
作者:李桢;汪鹏君;程旭;李刚
通讯作者:李刚
防御DPA攻击的功耗独立模型及VLSI设计关键技术研究
  • 批准号:
    61274132
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    89.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    汪鹏君
  • 依托单位:
基于智能算法的MPRM电路极性优化研究
  • 批准号:
    61076032
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    45.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    汪鹏君
  • 依托单位:
基于MCTGAL的高信息密度集成电路低功耗关键技术研究
  • 批准号:
    60776022
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    32.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    汪鹏君
  • 依托单位:
基于遗传算法的低功耗有限状态机的自动综合
  • 批准号:
    60273093
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2002
  • 负责人:
    汪鹏君
  • 依托单位:
国内基金
海外基金