https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/49678| Title: | Построение и балансировка путей физически неклонируемой функции типа арбитр на FPGA |
| Other Titles: | Creating and balancing the paths of arbiter-based physically unclonable functions on FPGA |
| Authors: | Шамына, А. Ю. Иванюк, А. А. |
| Keywords: | публикации ученых;физическая криптография;физически неклонируемые функции типа арбитр;симметричные пути;кольцевой осциллятор |
| Issue Date: | 2022 |
| Publisher: | ОИПИ НАН Беларуси |
| Citation: | Шамына, А. Ю. Построение и балансировка путей физически неклонируемой функции типа арбитр на FPGA = Creating and balancing the paths of arbiter-based physically unclonable functions on FPGA / А. Ю. Шамына, А. А. Иванюк // Информатика. – 2022. – № 19(4). – C. 27–41. DOI : https://doi.org/10.37661/1816-0301-2022-19-4-27-41. |
| Abstract: | Цели. Решается задача построения новой структуры путей физически неклонируемой функции типа арбитр (АФНФ) на FPGA (Field programable gate array), основанных на полном использовании внутренних ресурсов LUT-блоков (англ. Look up table), которые функционально являются повторителями. Актуальность исследования связана с бурным развитием средств физической криптографии. Также преследуется цель разработки способа устранения асимметрии путей АФНФ, связанной с особенностью синтеза подобных схем на FPGA. Методы. Используются методы синтеза цифровых устройств, их параметрического моделирования и реализации на платах быстрого прототипирования. Для измерения внутренних задержек распространения сигналов через пути АФНФ применяется схема кольцевого осциллятора. Результаты. Предложена новая структура базового элемента путей АФНФ с использованием двух функциональных повторителей. Продемонстрирована необходимость балансировки задержек путей АФНФ. Разработан способ устранения асимметрии распространения сигналов через пути АФНФ на базе управляемых линий задержки. Показаны недостатки использования в качестве схемы арбитра АФНФ классических подходов и необходимость их модификации. Заключение. Предложенный подход к построению путей АФНФ показал свою состоятельность и перспективность. Экспериментально подтверждается улучшение характеристик АФНФ, построенных по предложенным способом, а также снижение аппаратурных затрат при их реализации по сравнению с классическими схемами АФНФ. Представляется перспективным дальнейшее развитие описанного подхода АФНФ, связанное прежде всего с усовершенствованием структуры арбитра. |
| Alternative abstract: | Objectives. The problem of constructing a new structure of paths of physically unclonable function of the arbiter type (APUF) on the FPGA is being solved, based on the full use of internal resources of LUT-blocks, which are functionally repeaters. The relevance of the study is associated with the rapid development of physical cryptography tools. Another goal is the developing a methodology for eliminating the asymmetry of the APUF paths associated with the peculiarity of the synthesis of such circuits on the FPGA. Methods. The methods of synthesis of digital devices, their parametric modeling and implementation on rapid prototyping boards are used. A ring oscillator circuit is used to measure the internal propagation delays of signals through the APUF paths. Results. A new structure of the basic element of APUF paths with the use of two functional repeaters is proposed. The necessity of balancing the delays of APUF paths is demonstrated. A technique has been developed to eliminate the asymmetry of signal propagation through APUF paths based on controlled delay lines. The disadvantages of classical approaches as an APUF arbitrator and the need for their modification are shown. Conclusion. The proposed approach to build APUF paths has shown its viability and promise. An improvement in the characteristics of APUF constructed according to the proposed method, as well as a reduction in hardware costs during their implementation compared to classical APUF schemes, is experimentally confirmed. It seems promising to develop the described methodology for constructing the APUF to improve the structure of the arbiter. |
| URI: | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/49678 |
| Appears in Collections: | Публикации в изданиях Республики Беларусь |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Shamina_Postroenie.pdf | 1.67 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.