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物聯(lián)網(wǎng)的指紋
物聯(lián)網(wǎng)的指紋
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）由數(shù)十億個(gè)傳感器和其他通過Internet相互連接的設(shè)備組成，所有這些傳感器和設(shè)備都需要受到保護(hù)，以防止受到惡意目的的黑客攻擊。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全性的低成本，高能效解決方案利用了內(nèi)置內(nèi)存芯片的獨(dú)特特性。
通過物聯(lián)網(wǎng)相互連接的設(shè)備數(shù)量越多，惡意黑客獲得重要信息甚至控制整個(gè)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)就越大。除了各種各樣的隱私問題外，不難想象，例如某人控制了化工廠或核工廠中的溫度傳感器，可能會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p害。
為了防止此類問題的發(fā)生，每個(gè)IoT設(shè)備都必須能夠以專業(yè)術(shù)語顯示身份證明文件“身份驗(yàn)證”。通常來說，這是通過一種密碼來完成的，該密碼以加密形式發(fā)送給與設(shè)備進(jìn)行通信的人員。為此所需的安全密鑰必須以一種或另一種方式存儲(chǔ)在IoT設(shè)備中。“但是這些設(shè)備通常都是小型且便宜的設(shè)備，不應(yīng)消耗太多能量。要安全地將密鑰存儲(chǔ)在這些設(shè)備中，您需要具有恒定電源的額外硬件。這不是很實(shí)用。”
數(shù)碼指紋
有一種不同的方法：即通過可以在幾乎每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中找到的存儲(chǔ)芯片（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或SRAM）的獨(dú)特物理特性推導(dǎo)安全密鑰。根據(jù)芯片制造過程中的隨機(jī)情況，存儲(chǔ)位置的隨機(jī)默認(rèn)值為0或1。
“在激活芯片時(shí)可以讀取的二進(jìn)制代碼構(gòu)成了設(shè)備的一種數(shù)字指紋，”庫斯特斯說，她在TU / e電氣工程系的信息和通信理論實(shí)驗(yàn)室獲得了博士學(xué)位。此指紋稱為物理不可克隆功能（PUF）。“基于Eindhoven的公司Intrinsic ID出售基于SRAM-PUF的數(shù)字安全產(chǎn)品。我與他們合作進(jìn)行博士研究，在此期間，我專注于如何以可靠的方式從這種數(shù)字指紋中生成密鑰，該密鑰長(zhǎng)越長(zhǎng)越安全。”
基于SRAM-PUF的安全密鑰的主要優(yōu)點(diǎn)是該密鑰僅在需要身份驗(yàn)證時(shí)存在。“設(shè)備會(huì)自行重啟以讀取SRAM-PUF，并以此創(chuàng)建密鑰，然后在使用后立即將其擦除。這使得攻擊者幾乎不可能竊取密鑰。”
噪音和可靠性
但這并不是全部，因?yàn)榧せ钸^程中SRAM的某些位并不總是具有相同的值。原來有百分之十到百分之十五的位不確定，這使得數(shù)字指紋有些模糊。您如何使用該模糊指紋來制作盡可能高的復(fù)雜度的密鑰，而實(shí)際上每次仍然適合接收鎖？
您要防止的是由于SRAM-PUF中的“噪音”，接收方無法識(shí)別所生成的密鑰。“如果發(fā)生這種情況，也許每百萬次發(fā)生一次，最好是減少一次，那是正常的。” 使用較短的密鑰，出錯(cuò)的可能性較小，但是對(duì)于有不良意圖的人，這樣的密鑰也更容易猜測(cè)。“在測(cè)量中考慮到一定的噪聲的情況下，我一直在尋找最長(zhǎng)的可靠密鑰。如果您存儲(chǔ)有關(guān)SRAM-PUF的額外信息，這將有所幫助，但這對(duì)于潛在的攻擊者不一定有用。我的論點(diǎn)是分析如何利用這些額外信息在不同情況下達(dá)到最佳結(jié)果。”