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Publicação
PUFs based on Coupled Oscillators Static Entropy
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 5.26 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
We live in a digital era, this led to a shift from traditional industry to a society focused on
information and communication technologies. The amount of shared information is exponen-
tially growing every year. Protecting all this shared information is keeping everyone’s privacy,
is making sure the information is authentic, is keeping everyone safe.
The solution for such problems is cryptography using hardware-based, System on Chip,
SoC solutions such as Random Number Generators, RNGs, and Physical Unclonable Functions,
PUFs. RNGs generate random keys from random processes that occurs inside the system. PUFs
generate fixed random keys using random processes that originated in the fabrication process
of the chip. The objective of this work is to study and compare a static entropy source based
on coupled relaxation oscillators against a state-of-the-art architecture like the static entropy
source based on ring oscillators, in advanced 130nm technology. The characteristic studied
were, area, power consumption, entropy, resistance to temperature, and supply voltage varia-
tions.
Compared to the ring oscillator implementation, the static entropy source designed
showed promising results as a static entropy source, however, it revealed poor results in terms
of area, power consumption, and entropy. Such results mean, the coupled relaxation oscillator
may not be good at generating random numbers, however, it may be good at keeping its state
when under temperature and supply voltage variations.
Vivemos numa era digital, o que levou a uma mudança da indústria tradicional para uma sociedade centrada sobre as tecnologias da informação e da comunicação. A quantidade de informação partilhada está a crescer exponencialmente todos os anos. Proteger toda esta in- formação partilhada é manter a privacidade de todos, é garantir que a informação é autêntica, está a manter todos seguros. A solução para tais problemas é a criptografia com base em soluções de hardware, Sys- tem on Chip, SoC tais como Geradores de Números Aleatórios, RNGs e Funções Físicas Inclo- náveis, PUFs. Os RNGs geram chaves aleatórias a partir de processos aleatórios que ocorrem no interior do sistema. Os PUFs geram chaves aleatórias fixas utilizando processos aleatórios que se originaram no processo de fabrico do chip. O principal objetivo deste trabalho é estudar e comparar uma fonte estática de entropia baseada em osciladores de relaxação acoplados contra uma arquitetura de estado de arte como a fonte estática de entropia baseada em osci- ladores de anel, em tecnologia avançada de 130nm. As características estudadas foram, a área, o consumo energia, a entropia, e a resistência à temperatura e variações de tensão de alimen- tação. Em comparação com a implementação do oscilador do anel, a fonte estática de entropia projetada mostrou resultados promissores como fonte estática de entropia, no entanto, reve- lou maus resultados em termos de área, consumo de energia e entropia. Estes resultados sig- nificam que o oscilador de relaxação acoplado pode não ser bom a gerar números aleatórios, no entanto, pode ser bom para manter o seu estado quando sujeito a variações de temperatura e tensão de alimentação.
Vivemos numa era digital, o que levou a uma mudança da indústria tradicional para uma sociedade centrada sobre as tecnologias da informação e da comunicação. A quantidade de informação partilhada está a crescer exponencialmente todos os anos. Proteger toda esta in- formação partilhada é manter a privacidade de todos, é garantir que a informação é autêntica, está a manter todos seguros. A solução para tais problemas é a criptografia com base em soluções de hardware, Sys- tem on Chip, SoC tais como Geradores de Números Aleatórios, RNGs e Funções Físicas Inclo- náveis, PUFs. Os RNGs geram chaves aleatórias a partir de processos aleatórios que ocorrem no interior do sistema. Os PUFs geram chaves aleatórias fixas utilizando processos aleatórios que se originaram no processo de fabrico do chip. O principal objetivo deste trabalho é estudar e comparar uma fonte estática de entropia baseada em osciladores de relaxação acoplados contra uma arquitetura de estado de arte como a fonte estática de entropia baseada em osci- ladores de anel, em tecnologia avançada de 130nm. As características estudadas foram, a área, o consumo energia, a entropia, e a resistência à temperatura e variações de tensão de alimen- tação. Em comparação com a implementação do oscilador do anel, a fonte estática de entropia projetada mostrou resultados promissores como fonte estática de entropia, no entanto, reve- lou maus resultados em termos de área, consumo de energia e entropia. Estes resultados sig- nificam que o oscilador de relaxação acoplado pode não ser bom a gerar números aleatórios, no entanto, pode ser bom para manter o seu estado quando sujeito a variações de temperatura e tensão de alimentação.
Descrição
Palavras-chave
Cryptography Random Entropy Key Oscillator Coupled