這項PUF防偽技術,可能是假貨的“終結者”
2023-06-16
隨著互聯網和物聯網的發展,線上購物成為人們日常的行為習慣,無論線上電商,還是線下商場或是地攤,買東西最郁悶的可能就是買到假貨。電子產品、服飾鞋帽、日常用品甚至藥物,都可能有假冒產品混跡其中,讓人難以分辨。作為制造大國,企業該如何保護自己的品牌,如何避免假貨、仿貨侵害自己的利益,這是中國企業老板頭痛的問題,PUF防偽技術,結合RFID標簽,可能成為假貨的“終結者”。今天帶大家一起探討一下PUF防偽技術是如何終結假貨的。
PUF防偽技術,假貨的“終結者”
PUF是RFID標簽的“指紋”
術語“指紋”代表人類手指上不變的“獨特”圖案,沒有人擁有相同的模式,并且該模式保持不變,相同的邏輯適用于RFID標簽,RFID是通過無線射頻技術實現信息交換,它使用的是硅芯片(晶圓)。而PUF使用晶圓制造工藝中固有的工藝變化在硅上“壓印”獨特的圖案,導致“不可預測的”值輸出(即隨機數)。我們將輸出用作硅芯片的唯一設備ID,其中該ID永久保持該值。由于隨機數是在硅芯片內部產生的,因此在晶圓制造和組裝過程中不會暴露密鑰,讓PUF具有不可克隆、不可復制、高唯一性、高可靠性的優勢,同時讓PUF成為RFID標簽的“指紋”。
PUF保障RFID標簽芯片的安全
PUF利用半導體物理生產過程中自然發生的深亞微米變化,并賦予每個晶體管輕微的隨機的電特性,這些獨特的特性構成了芯片獨特身份的基礎。SRAM PUF基于任何數字芯片中都可以使用的標準 SRAM 存儲器的行為。每次SRAM供電時,由于晶體管閾值電壓的隨機差異,每個SRAM單元都有自己的首選狀態。因此,當SRAM存儲器供電時,每一個單元都會產生一個獨特且隨機的0和1模式。這些模式就像芯片指紋,因為每個模式對于特定的SRAM都是唯一的,因此對于特定的芯片也是唯一的。
然而,這種所謂的SRAM PUF響應是一種“噪聲”指紋,將其轉換為高質量和安全的密鑰需要進一步處理。通過使用所謂的“模糊提取器”IP,它在所有環境下、每次都可以重構完全不同的密鑰,讓RFID標簽芯片的安全得到保障。
RFID標簽芯片建立SRAM PUF信任根
以PUF(芯片指紋)作為建置在芯片設計中、與生俱來就可被信任、可獨立(physically isolated execution)執行的安全識別時,當芯片收到啟動指令,即可以PUF進行執行環境的安全驗證,開啟安全啟動流程。
PUF的設計、原理、技術形式有很多種,但整體來說,良好的PUF應該在各種電性條件、長時操作與高低溫環境條件下都具有真隨機性、唯一性以及高穩定性。除此之外,快速就緒的能力在實際應用中也相對重要,亦即要能在芯片開啟開關的瞬間即可取用,以實時提供芯片信任基礎來協助啟動安全防護與軟硬件的認證,建立RFID標簽芯片的SRAM PUF信任根。
PUF技術的RFID標簽的優勢
減輕了對傳統PUF的擔憂:由于RFID標簽的無源及抗金屬特性, PUF技術不存在可靠性問題,無需ECC。
無需數字密鑰注入:因為唯一且隨機的密鑰是在芯片內部自行生成的,密鑰是特定芯片的指紋。
密鑰管理:將秘密數字密鑰存儲在信任的硬件根目錄中,并用唯一的PUF密鑰加密。PUF密鑰既不存儲在芯片內部,也不離開芯片,密鑰是在每次需要時生成的。
完整性檢查和:份驗證 硬件根信任支持的完整性檢查和身份驗證可驗證正在執行的代碼以及安全芯片中的數據。
安全存儲功能:提供了一個存儲空間,用于使用設備唯一密鑰(DUK)進行加密和身份驗證來存儲秘密數據。
安全的通信通道:通過完成身份驗證和密鑰交換協議(例如傳輸層安全性(TLS))來建立安全的通信通道。一旦設置了安全通道,便會共享一個臨時會話密鑰,并將其用于加密和解密。密鑰在“硬件信任根”中生成。
RFID標簽防偽的應用
PUF技術的芯片在市面上已經很成熟,其中復旦的FM13HS01、FM13HS02芯片被廣泛應用在RFID電子標簽和NFC防偽標簽中,已經被廣泛用于酒類企業、化妝品行業、包裝行業、工藝品行業、收藏品、服裝、智能家居等領域。
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