电子学报 ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (7): 1772-1776.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2016.07.036

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一种低成本物理不可克隆函数结构的设计实现及其RFID应用

刘伟强, 崔益军, 王成华   

  1. 南京航空航天大学电子信息工程学院雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室, 江苏南京 210016
  • 收稿日期:2014-12-30 修回日期:2015-04-30 出版日期:2016-07-25
    • 作者简介:
    • 刘伟强 男,1983年3月出生,山东东营人.副教授、硕士生导师、IEEE高级会员、中国电子学会高级会员.2006年和2012年分别在南京航空航天大学和英国贝尔法斯特女王大学获得工学学士和博士学位.现担任IEEE计算机会刊副主编,主要从事数字信号处理及加密算法的VLSI实现、高性能算术运算单元以及新兴计算硬件等方面的研究工作.E-mail:liuweiqiang@nuaa.edu.cn;崔益军 男,1988年8月出生,江苏海安人.2010年毕业于南京航空航天大学信息工程专业获工学学士学位,同年保送进入南京航空航天大学攻读通信与信息系统方向研究生,现为硕博连读生,从事硬件加密系统和RFID系统等方面的研究
    • 基金资助:
    • 国家自然科学基金 (No.61401197); 江苏省自然科学基金 (No.BK20151477); 南京航空航天大学人才引进启动基金

Design and Implementation of a Low-Cost Physical Unclonable Function and Its Application in RFID

LIU Wei-qiang, CUI Yi-jun, WANG Cheng-hua   

  1. Key Laboratory of Radar Imaging and Microwave Photonics (Ministry of Education), College of Electronic and Information Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, Jiangsu 210016, China
  • Received:2014-12-30 Revised:2015-04-30 Online:2016-07-25 Published:2016-07-25

摘要:

物理不可克隆函数(PUF:Physical Unclonable Function)是一种新型的加密组件,具有防伪、不可克隆及不可预测等特性.本文提出了一种新型的低成本PUF,与传统PUF相比更适用于无线射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)系统.该PUF结构主要由上电密钥生成器和混合函数两部分构成.上电密钥生成器由比特生成器阵列构成,混合函数则由低成本流加密算法构成,其作用是隐藏密钥生成器,以提高安全性.此外,本文还提出了择多模块和多寻认证协议来改善PUF响应及其在RFID系统中的稳定性.实验表明,该PUF的硬件成本低并且具有很好的稳定性,非常适用于RFID系统等资源受限的应用场合.

关键词: 物理不可克隆函数, RFID系统, 择多模块, 多寻认证协议

Abstract:

Physical unclonable function (PUF) is a kind of new encryption primitive,which has the properties of anti-counterfeiting,unclonability and unpredictability.In this paper,a low-cost PUF design is presented along with its application into RFID systems.The PUF structure includes two parts:a key generator and a low-cost stream cipher that is used to hide the key.A novel post-processing module i.e.,majority voting,and a new multi-query protocol are introduced to improve the stability and reliability.The proposed reliable and low-cost PUF solution is well suitable for RFID applications.

Key words: physical unclonable function, RFID, majority voting, multi-query protocol

中图分类号: