論文の概要: PhenoAuth: A Novel PUF-Phenotype-based Authentication Protocol for IoT Devices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03486v1
- Date: Wed, 6 Mar 2024 06:04:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-17 16:51:18.996766
- Title: PhenoAuth: A Novel PUF-Phenotype-based Authentication Protocol for IoT Devices
- Title（参考訳）: PhenoAuth: IoTデバイス用の新しいPUF-Phenotypeベースの認証プロトコル
- Authors: Hongming Fei, Owen Millwood, Gope Prosanta, Jack Miskelly, Biplab Sikdar,
- Abstract要約: 本研究は,PUF Phenotype の概念に基づく完全耐雑音認証プロトコルを提案する。
デバイス間通信に適した設定で、相互認証とフォワードの秘密性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.608432807038083
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Physical Unclonable Functions (PUFs) have been shown to be a highly promising solution for enabling high security systems tailored for low-power devices. Commonly, PUFs are utilised to generate cryptographic keys on-the-fly, replacing the need to store keys in vulnerable, non-volatile memories. Due to the physical nature of PUFs, environmental variations cause noise, manifesting themselves as errors which are apparent in the initial PUF measurements. This necessitates expensive active error correction techniques which can run counter to the goal of lightweight security. ML-based techniques for authenticating noisy PUF measurements were explored as an alternative to error correction techniques, bringing about the concept of a PUF Phenotype, where PUF identity is considered as a structure agnostic representation of the PUF, with relevant noise encoding. This work proposes a full noise-tolerant authentication protocol based on the PUF Phenotype concept and methodology for an Internet-of-Things (IoT) network, demonstrating mutual authentication and forward secrecy in a setting suitable for device-to-device communication. Upon conducting security and performance analyses, it is evident that our proposed scheme demonstrates resilience against various attacks compared to the currently existing PUF protocols.
- Abstract（参考訳）: 物理非閉塞関数(PUF)は、低消費電力デバイスに適した高セキュリティシステムを実現するための、非常に有望なソリューションであることが示されている。
一般的にPUFは暗号鍵をオンザフライで生成するために使用され、キーを脆弱で揮発性のないメモリに格納する必要性を置き換える。
PUFの物理的性質のため、環境変動はノイズを引き起こし、最初のPUF測定で明らかな誤りとして現れる。
これは、軽量セキュリティの目標に対抗できる高価なアクティブエラー補正技術を必要とする。
誤り訂正手法の代替としてMLに基づくPUF計測技術が検討され,PUFの識別をPUFの構造に依存しない表現とみなすPUF Phenotypeの概念がもたらされた。
本研究は、デバイス間通信に適した設定で相互認証と前方機密性を実証し、PUF Phenotypeの概念とIoT(Internet-of-Things)ネットワークの方法論に基づく完全耐雑音認証プロトコルを提案する。
セキュリティおよび性能分析を行った結果,提案手法は既存のPUFプロトコルと比較して,様々な攻撃に対するレジリエンスを示すことが明らかとなった。
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