論文の概要: A lightweight PUF-based authentication protocol

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.13146v1
• Date: Tue, 21 May 2024 18:32:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-25 02:13:10.867851
• Title: A lightweight PUF-based authentication protocol
• Title（参考訳）: PUFに基づく軽量認証プロトコル
• Authors: Yu Zhuang, Gaoxiang Li,
• Abstract要約: Physical Unclonable Function (PUF) は、軽量認証プロトコルを実装するハードウェアプリミティブとしての可能性を持っている。 APUFはおそらく最も軽量な強力なPUFであり、指数的に多くのチャレンジ-レスポンスペア(CRP)を生成することができる。 本稿では,PUF とプロトコルの共設計を提案し,PUF は APUF と 0 トランジスタインタフェースで構成され,PUF に供給される真のチャレンジビットを難読化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9336815376402723
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Lightweight authentication is essential for resource-constrained Internet-of-Things (IoT). Implementable with low resource and operable with low power, Physical Unclonable Functions (PUFs) have the potential as hardware primitives for implementing lightweight authentication protocols. The arbiter PUF (APUF) is probably the most lightweight strong PUF capable of generating exponentially many challenge-response pairs (CRPs), a desirable property for authentication protocols, but APUF is severely weak against modeling attacks. Efforts on PUF design have led to many PUFs of higher resistance to modeling attacks and also higher area overhead. There are also substantial efforts on protocol development, some leverage PUFs' strength in fighting modeling attacks, and some others employ carefully designed protocol techniques to obfuscate either the challenges or the responses with modest increase of area overhead for some or increased operations for some others. To attain both low resource footprint and high modeling attack resistance, in this paper we propose a co-design of PUF and protocol, where the PUF consists of an APUF and a zero-transistor interface that obfuscates the true challenge bits fed to the PUF. The obfuscated PUF possesses rigorously proven potential and experimentally supported performance against modeling attacks when a condition is met, and the protocol provides the condition required by the PUF and leverages the PUF's modeling resistance to arrive at low resource overhead and high operational simplicity, enabling lightweight authentications while resisting modeling attacks.
• Abstract（参考訳）: リソース制約のあるIoT(Internet-of-Things)には,軽量認証が不可欠である。 低リソースで動作可能で低電力で動作可能であるPhysical Unclonable Functions(PUF)は、軽量認証プロトコルを実装するためのハードウェアプリミティブとしての可能性を持っている。 arbiter PUF(APUF)はおそらく、認証プロトコルの望ましい特性である、指数的に多くのチャレンジ応答ペア(CRP)を生成することができる最も軽量な強力なPUFであるが、APUFはモデリング攻撃に対して非常に弱い。 PUF設計への取り組みは、多くのPUFをモデリング攻撃に対する高い抵抗と、より高い領域オーバーヘッドに導いた。 プロトコル開発にもかなりの取り組みがあり、モデリング攻撃と戦うためにPUFの強みを利用する者もおり、また、問題や応答を曖昧にするために慎重に設計されたプロトコル技術を用いている者もいる。 本稿では,低リソースフットプリントと高モデリングアタック耐性を実現するために,PUFとプロトコルの共設計を提案する。 難読化PUFは、条件が満たされたときにモデリング攻撃に対して厳密に証明された可能性と実験的に支持された性能を有し、このプロトコルは、PUFが要求する条件を提供し、PUFのモデリング抵抗を利用して、低リソースオーバーヘッドと高い運用上の単純さに到達し、モデリング攻撃に抵抗しながら軽量な認証を可能にする。

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