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| 講演名 | 2024-04-11 10:45 ［依頼講演］SRAMエントロピー源とSPN構造により100ビット出力空間とモデリング攻撃耐性を両立したストロングPUF ○劉 昆洋（京大）・唐 芸琛（レノボ）・徐 舒帆・新津葵一（京大）・篠原尋史（早大）  ICD2024-2 |
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| 抄録 | （和） | Strong physically unclonable function (Strong PUF) is a hardware-security circuit that generates response outputs corresponding to its challenge inputs based on its unique secrets hidden in inevitable process variations. Previous Strong PUFs suffer from impractically low output space (e.g., 1 bit) due to its tradeoff with modeling attack vulnerability. In this work, we realize a 100-bit-output Strong PUF based on the substitution-permutation network (SPN) and an SRAM-based entropy source that harvests its process variations as secret information. This PUF is resistant to mainstream machine learning algorithms including an DNN trained with up to 10M CRPs. Response bitstreams collected from test chips fabricated in a 130-nm CMOS process passed all NIST SP800-22 randomness tests with high p-values. The proposed Strong PUF also showcases a high throughput of 3.70 bits/cycle (17.64 Mbps@0.85 V) and a low energy consumption of 4.67 pJ/bit at 0.85 V. |
| （英） | Strong physically unclonable function (Strong PUF) is a hardware-security circuit that generates response outputs corresponding to its challenge inputs based on its unique secrets hidden in inevitable process variations. Previous Strong PUFs suffer from impractically low output space (e.g., 1 bit) due to its tradeoff with modeling attack vulnerability. In this work, we realize a 100-bit-output Strong PUF based on the substitution-permutation network (SPN) and an SRAM-based entropy source that harvests its process variations as secret information. This PUF is resistant to mainstream machine learning algorithms including an DNN trained with up to 10M CRPs. Response bitstreams collected from test chips fabricated in a 130-nm CMOS process passed all NIST SP800-22 randomness tests with high p-values. The proposed Strong PUF also showcases a high throughput of 3.70 bits/cycle (17.64 Mbps@0.85 V) and a low energy consumption of 4.67 pJ/bit at 0.85 V. | |
| キーワード | （和） | 物理複製不可能関数 / 認証 / ハードウェアセキュリティ / / / / / |
| （英） | PUF / Authentication / Hardware Security / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 124, no. 3, ICD2024-2, pp. 7-7, 2024年4月. | |
| 資料番号 | ICD2024-2 | |
| 発行日 | 2024-04-04 (ICD) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | ICD2024-2 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICD |
| 開催期間 | 2024-04-11 - 2024-04-12 |
| 開催地（和） | 川崎市産業振興会館 9階第2研修室 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | メモリ技術と集積回路技術一般 |
| テーマ（英） | |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ICD |
| 会議コード | 2024-04-ICD |
| 本文の言語 | 英語（日本語タイトルあり） |
| タイトル（和） | SRAMエントロピー源とSPN構造により100ビット出力空間とモデリング攻撃耐性を両立したストロングPUF |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An SPN Strong PUF with SRAM-based Entropy Source Featuring Both 100-Bit Output Space and Modeling Attack Resilience |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 物理複製不可能関数 / PUF |
| キーワード(2)（和/英） | 認証 / Authentication |
| キーワード(3)（和/英） | ハードウェアセキュリティ / Hardware Security |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 劉 昆洋 / Kunyang Liu / リュウ コンヨウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 京都大学 (略称： 京大) Kyoto University (略称： Kyoto Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 唐 芸琛 / Yichen Tang / トウ ゲイチン |
| 第2著者 所属（和/英） | レノボ (略称： レノボ) Lenovo (略称： Lenovo) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 徐 舒帆 / Shufan Xu / ジョ ショホ |
| 第3著者 所属（和/英） | 京都大学 (略称： 京大) Kyoto University (略称： Kyoto Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 新津 葵一 / Kiichi Niitsu / ニイツ キイチ |
| 第4著者 所属（和/英） | 京都大学 (略称： 京大) Kyoto University (略称： Kyoto Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | 篠原 尋史 / Hirofumi Shinohara / シノハラ ヒロフミ |
| 第5著者 所属（和/英） | 早稲田大学 (略称： 早大) Waseda University (略称： Waseda Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2024-04-11 10:45:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ICD |
| 資料番号 | ICD2024-2 |
| 巻番号（vol） | vol.124 |
| 号番号（no） | no.3 |
| ページ範囲 | p.7 |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2024-04-04 (ICD) |
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