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Projekt
Erforschung eines integrierten Verspannungssensors als PUF für optimale Leakage Resilienz und Robustheit (STAMPS-PLUS)
Fachliche Zuordnung
Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
Förderung
Förderung seit 2020
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 439916248
Aufbauend auf den Ergebnissen des DFG Projekts STAMPS werden die Arbeiten in neue Bereiche von PUF-Schwankungen unter Berücksichtigung von Effekten aus Fertigung, Rauschen, Umwelt und Alterung erweitert, um die Robustheit des PUF-Ansatzes gegen diese zu erhöhen. Dazu werden bisherige CMOS PUF-Primitive analysiert, und insbesondere im Hinblick auf Fehlerwahrscheinlichkeiten, Angriffsvektoren und Manipulationserkennung mit dem neuen PUF-Primitiv verglichen. Um für die PUF und Manipulationserkennung ein praktisch relevantes Level an Robustheit zu erreichen, werden neue Schaltungsentwurfsmethoden entwickelt, um Schwankungen in der Versorgungsspannung, Temperaturdrifts, sowie Verspannungs- und Alterungseffekte zu kompensieren. Außerdem wird ein Schwerpunkt auf Angriffe auf die CMOS-basierte PUF gelegt, um das erreichbare Sicherheitsniveau zu bestimmen und Gegenmaßnahme gegen eine breite Spanne von Angriffen zu erforschen. Dazu werden nicht-invasive und semi-invasive Angriffe mit elektrischen und optischen Methoden entwickelt und neue Techniken zur selektiven Package-Öffnung erprobt. Neben einer Betrachtung des PUF Primitives and sich, wird auch die Sicherheit eines möglichen späteren Gesamtsystems berücksichtigt. Neben der Speicherung von kryptografischen Schlüsseln spielen hoch-qualitative Zufallszahlen eine entscheidende Rolle für die Sicherheit eingebetteter Systeme, z.B. für kryptografische Protokolle mit asymmetrischen Verfahren, Nonces für die authentifizierte Verschlüsselung, oder Zufallszahlen in maskierten Implementierungen. Die zeitlich variable Entropie, die bei einer Verwendung als PUF korrigiert werden muss, kann direkt verwendet werden, um einen Zufallszahlengenerator (TRNG) zu realisieren. Dazu wird das PUF Primitiv aus STAMPS auch auf eine Verwendung als TRNG evaluiert. Dazu müssen die empfangenen Daten bewertet und ein Modell für eine Verwendung als PUF und TRNG erstellt werden. Im Projekt ergänzen sich die Expertisen von Gruppen aus der Security und Schaltungstechnik, war bereits im Gemeinschaftsprojekt STAMPS zu einer innovativen Technologie führte und viele neue Erkenntnisse in beiden Gruppen ermöglicht hat. Diese Zusammenarbeit wird über eine weitere Gruppe in STAMPS-PLUS vertieft, um technische Reife der PUF aus STAMPS zu erhöhen, neue Erkenntnisse zu gewinnen und das Verständnis der neuen Technologie zu vertiefen
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
