這項PUF防偽技術，可能是假貨的“終結者”
2023-06-16
隨著互聯(lián)網和物聯(lián)網的發(fā)展，線上購物成為人們日常的行為習慣，無論線上電商，還是線下商場或是地攤，買東西最郁悶的可能就是買到假貨。電子產品、服飾鞋帽、日常用品甚至藥物，都可能有假冒產品混跡其中，讓人難以分辨。作為制造大國，企業(yè)該如何保護自己的品牌，如何避免假貨、仿貨侵害自己的利益，這是中國企業(yè)老板頭痛的問題，PUF防偽技術，結合RFID標簽，可能成為假貨的“終結者”。今天帶大家一起探討一下PUF防偽技術是如何終結假貨的。
PUF防偽技術，假貨的“終結者”
PUF是RFID標簽的“指紋”
術語“指紋”代表人類手指上不變的“獨特”圖案，沒有人擁有相同的模式，并且該模式保持不變，相同的邏輯適用于RFID標簽，RFID是通過無線射頻技術實現信息交換，它使用的是硅芯片（晶圓）。而PUF使用晶圓制造工藝中固有的工藝變化在硅上“壓印”獨特的圖案，導致“不可預測的”值輸出（即隨機數）。我們將輸出用作硅芯片的唯一設備ID，其中該ID永久保持該值。由于隨機數是在硅芯片內部產生的，因此在晶圓制造和組裝過程中不會暴露密鑰，讓PUF具有不可克隆、不可復制、高唯一性、高可靠性的優(yōu)勢，同時讓PUF成為RFID標簽的“指紋”。
PUF保障RFID標簽芯片的安全
PUF利用半導體物理生產過程中自然發(fā)生的深亞微米變化，并賦予每個晶體管輕微的隨機的電特性，這些獨特的特性構成了芯片獨特身份的基礎。SRAM PUF基于任何數字芯片中都可以使用的標準 SRAM 存儲器的行為。每次SRAM供電時，由于晶體管閾值電壓的隨機差異，每個SRAM單元都有自己的首選狀態(tài)。因此，當SRAM存儲器供電時，每一個單元都會產生一個獨特且隨機的0和1模式。這些模式就像芯片指紋，因為每個模式對于特定的SRAM都是唯一的，因此對于特定的芯片也是唯一的。
然而，這種所謂的SRAM PUF響應是一種“噪聲”指紋，將其轉換為高質量和安全的密鑰需要進一步處理。通過使用所謂的“模糊提取器”IP，它在所有環(huán)境下、每次都可以重構完全不同的密鑰，讓RFID標簽芯片的安全得到保障。
RFID標簽芯片建立SRAM PUF信任根
以PUF(芯片指紋)作為建置在芯片設計中、與生俱來就可被信任、可獨立(physically isolated execution)執(zhí)行的安全識別時，當芯片收到啟動指令，即可以PUF進行執(zhí)行環(huán)境的安全驗證，開啟安全啟動流程。
PUF的設計、原理、技術形式有很多種，但整體來說，良好的PUF應該在各種電性條件、長時操作與高低溫環(huán)境條件下都具有真隨機性、唯一性以及高穩(wěn)定性。除此之外，快速就緒的能力在實際應用中也相對重要，亦即要能在芯片開啟開關的瞬間即可取用，以實時提供芯片信任基礎來協(xié)助啟動安全防護與軟硬件的認證，建立RFID標簽芯片的SRAM PUF信任根。
PUF技術的RFID標簽的優(yōu)勢
減輕了對傳統(tǒng)PUF的擔憂：由于RFID標簽的無源及抗金屬特性， PUF技術不存在可靠性問題，無需ECC。
無需數字密鑰注入：因為唯一且隨機的密鑰是在芯片內部自行生成的，密鑰是特定芯片的指紋。
密鑰管理：將秘密數字密鑰存儲在信任的硬件根目錄中，并用唯一的PUF密鑰加密。PUF密鑰既不存儲在芯片內部，也不離開芯片，密鑰是在每次需要時生成的。
完整性檢查和：份驗證 硬件根信任支持的完整性檢查和身份驗證可驗證正在執(zhí)行的代碼以及安全芯片中的數據。
安全存儲功能：提供了一個存儲空間，用于使用設備唯一密鑰（DUK）進行加密和身份驗證來存儲秘密數據。
安全的通信通道：通過完成身份驗證和密鑰交換協(xié)議（例如傳輸層安全性（TLS））來建立安全的通信通道。一旦設置了安全通道，便會共享一個臨時會話密鑰，并將其用于加密和解密。密鑰在“硬件信任根”中生成。
RFID標簽防偽的應用
PUF技術的芯片在市面上已經很成熟，其中復旦的FM13HS01、FM13HS02芯片被廣泛應用在RFID電子標簽和NFC防偽標簽中，已經被廣泛用于酒類企業(yè)、化妝品行業(yè)、包裝行業(yè)、工藝品行業(yè)、收藏品、服裝、智能家居等領域。
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