[논문]신뢰도 신호를 갖는 RC 회로 기반 PUF 설계

최지원; 김범중; 이형규; 이중희; 박아란; 이규호; 장우현

doi:10.9723/jksiis.2022.27.4.011

신뢰도 신호를 갖는 RC 회로 기반 PUF 설계
A Physically Unclonable Function based on RC Circuit with a Confidence Signal 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.27 no.4, 2022년, pp.11 - 18

최지원 (고려대학교 정보보호대학원) , 김범중 (고려대학교 정보보호대학원) , 이형규 (덕성여자대학교 소프트웨어전공) , 이중희 (고려대학교 정보보호대학원) , 박아란 (LIG 넥스원) , 이규호 (LIG 넥스원) , 장우현 (LIG 넥스원)

초록
AI-Helper

PUF(physically unclonable function)는 회로의 자연적인 변이를 이용하여 복제 불가능한 난수를 생성하는 회로이다. 통제가 어려운 변이를 활용하기 때문에 예측이 불가능하여 완전한 난수를 생성할 수 있지만 환경 변수에 의해 영향을 받는다는 문제가 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 신뢰도 신호를 생성하는 PUF를 제안한다. 두 회로의 시간상수(time constant)의 차이를 이용한 PUF를 설계, 구현하여 서로 다른 PUF에서는 충분히 다른 출력이 나오고 같은 PUF에서는 온도가 변하여도 출력값의 큰 차이가 없음을 검증하였다. 오류정정코드를 사용하는 기존 기술 대비 700배 이상 작은 오버헤드로 동등한 수준의 신뢰도를 보장한다.

Abstract ▼ AI-Helper

A physically unclonable function (PUF) is a circuit that generates random numbers by exploiting natural variation. Since it utilizes variations, which cannot be fully controlled, it can be used to generate true random numbers, but environment change may distort the output. In this paper, we propose a PUF with a confidence signal. We designed a PUF that exploits the difference of the time constant of the circuit and verified that different PUFs generate distinct outputs and the same PUF keeps generating similar outputs regardless of the temperature change. Compared to the existing technique, which employs an error correction code, the proposed technique offers the same level of reliability at the 700 times smaller overhead.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1 Representative examples of PUF
그림 Fig. 1 Noise versus variance
그림 Fig. 2 Abstract RC circuit
그림 Fig. 3 Simulated outputs
그림 Fig. 4 Conceptual block diagram of the proposed PUF
그림 Fig. 5 Circuit implementation of the proposed PUF
그림 Fig. 6 PUF implementation on PCB.
그림 Fig. 7 The output from the integrator of each PUF.
그림 Fig. 8 Temperature measurement.
그림 Fig. 9 Variation of the integrator output with temperature change.

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