Enhancing the Performance of Lightweight Configurable PUF for Robust IoT Hardware-Assisted Security

IEEE Access, 2021

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/access.2021.3117240
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

Lightweight physical unclonable functions (LPUFs) exploit manufacturing process variations of semiconductor integrated circuits (ICs) to protect IoT-based electronic and smart devices from new cyberattacks. This paper proposes two novel security techniques to enhance the robustness of LPUFs using configurable-based ring oscillator PUFs (CF-ROPUFs). These techniques are the intar-die frequency aware (IFA) approach to improve PUF reliability and the logarithmic gamma function (Ln) technique to enhance PUF randomness. The lightweight CF-ROPUF design is realized on hardware, and data samples are collected under varying temperatures and supply voltages over a population of 30 Spartan-3E FPGAs. Experimental results of the IFA technique in terms of average HammingWeight (HM) demonstrate that the percentage of the reliable RO sample frequencies PUF output is 98.5%. For the analysis, PUF reliability is evaluated in terms of accuracy, repeatability, and reproducibility, which are the international organization for Standardization (ISO) standards. The results indicate that the RO samples are accurately measured from the CF-ROPUFs mapped in all the chips. After using the proposed 1-out-of-r coding algorithm, the results demonstrate high average repeatability of 98.2% and a magnified average reproducibility of 99.63%. It is also shown that our CF-ROPUF design is immune from accelerated aging impacts reliability issues. Statistical results show thatLnenhances the normality and mitigates the negative impacts of the systematic process variations on RO sample frequencies. Randomness results show that CF-ROPUF binary response bits can successfully pass the 15 NIST test suites for true randomness with an enhanced percentage, 93.3%, with the application of the 1-out-of-r coding.