• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.11-18
• /
• 2022

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.

• 한국전기전자재료학회논문지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.527-532
• /
• 2024

Physically Unclonable Functions (PUFs) provide a high level of security for private keys using unique physical characteristics of hardware. However, fabricating PUF chips requires numerous semiconductor processes, leading to high costs, which limits their applications. In this work, we introduce a low-cost manufacturing method for PUF security chips. First, surface roughening through wet-etching is utilized to create random variables. Additionally, physical vapor deposition is added to further enhance randomness. After PUF chip fabrication, both Hamming distance (HD) and Hamming weight (HW) are extracted and compared to verify the fabricated chip. It is confirmed that the PUF chip using two different multiple process variables demonstrates superior uniqueness and uniformity compared to the PUF security chip fabricated using only a single process variable.

• 융합보안논문지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.59-65
• /
• 2024

이 논문은 SRAM PUF(Static Random Access Memory Physically Unclonable Function)의 가속 노화 시험 절차를 제안한다. PUF는 반도체 공정 편차를 이용한 반도체 지문 역할을 하는 하드웨어 보안 기술이다. 따라서, SRAM PUF의 반도체 칩의 노화에 따른 안전성과 안정성 확인이 매우 중요한데, 가속 노화 시험은 반도체 10년 생애주기를 모사하여 반도체 10년 사용 후 PUF 특성을 예측할 수 있도록 도와준다. 온도와 전압을 운영 환경보다 높게 설정하여, 10년간의 노화를 약 9일만에 재현할 수 있는 가속 수명 시험 방법을 제안한다, 이를 통하여 SRAM PUF의 특성 평가를 정량적으로 확인할 수 있다. 이 연구는 SRAM PUF 기반 시스템의 설계 및 유지 보수 시험 기술 발전에 기여할 것으로 기대한다.

• 정보처리학회논문지C
• /
• 제16C권6호
• /
• pp.669-680
• /
• 2009

무선으로 대상물의 고유정보를 인식함으로 대상물을 관리할 수 있게 하는 RFID(Radio Frequency Identification)기술은 유비쿼터스 시대의 핵심기술이다. RFID에서 정보는 공간상에서 쉽게 노출될 수 있음으로 보안 및 프라이버시 문제가 항시 존재한다. 본 논문에서는 저가형 태그의 구현에 적합한 대칭키 기반의 상호인증 프로토콜을 제안한다. 제안한 프로토콜은 대칭키를 사용하여 하드웨어 자원을 최소화할 수 있으며, 해쉬 함수로 암호화한 태그 ID를 사용하고 PUF(Physically Unclonable Function)의 Challenge-Response값을 공유 대칭키로 활용하기 때문에 키 노출 위험이 없는 안전한 프로토콜이다.

• 한국산업정보학회논문지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.23-40
• /
• 2024

하드웨어 공격은 암호화 키 혹은 회로 설계와 같은 민감한 정보를 훔치기 위해 물리적인 역공학 작업을 수반한다. 암호화와 난독화는 대표적인 대응책이지만, 공격자가 키를 알아내면 무력화된다. 이 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 물리적으로 복제할 수 없는 기능 (Physically Unclonable Function)을 위변조 방지 방패로 활용하는 e-Cryptex를 제안한다. PUF는 난수 생성기 역할을 하며 복제나 복원할 수 없는 고유한 물리적 변형을 사용해 변조 방지 메커니즘을 강화한다. e-Cryptex는 시스템 구조를 보호하고 키를 생성하기 위해 PUF를 실드로 사용한다. 실드를 변조하면 키가 파괴된다. 본 논문은 e-Cryptex가 PUF 보안 요구 사항을 충족하며 실드를 뚫거나 완전히 파괴하는 변조 시도를 탐지하는 데 효과적임을 입증한다. 각 보드는 정상적인 조건에서 일관되게 같은 키를 생성하는 동시에 여러 보드에서 키 고유성을 보여준다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.241-259
• /
• 2014

PUF는 디바이스 식별을 위한 기술로써, 인간의 지문이나 홍채와 같은 생체 정보처럼 다른 디바이스들로부터 특정 디바이스를 구별하기 위해 사용되는 기술이다. 지난 10여 년간 PUF를 구현하기 위한 다양한 방법이 많은 연구자들에 의해 연구되었으며, 식별뿐만 아니라, 키 분배 및 인증, 난수 생성 등 PUF를 활용하는 다양한 방법도 연구되었다. 하지만, PUF를 대상으로 하는 다양한 공격들은 PUF의 도입을 저해하는 주요 원인이 되고 있으며, 여전히 PUF의 안전성을 높이고자 하는 다양한 기술들이 연구되고 있다. 본 논문에서는 PUF 및 PUF를 대상으로 하는 다양한 공격들에 대하여 살펴보고, 안전하게 PUF를 구현하기 위한 가이드라인을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제안하는 가이드라인은 향후 신뢰성 있고 안전한 PUF를 구현하기 위한 밑거름이 될 것으로 기대한다.

• 정보보호학회논문지
• /
• 제24권5호
• /
• pp.987-999
• /
• 2014

PUF(physically unclonable function)는 태그 혹은 디바이스 내에 삽입되어 구현되며, 해당 디바이스의 고유한 물리적인 성질을 이용해서, 입력 값 x에 대해 노이지 y값을 출력한다. 비록 x가 동일하게 입력되더라도 매번 다른 출력 값($y_1,{\cdots}y_n$)을 출력하며, 탬퍼 방지 (tamper-resistance) 성질로 인해, 암호 프로토콜에 활용도가 매우 높다. 본 논문에서는 이러한 PUF를 이용하여 RFID 인증 프로토콜을 안전하고 효율적으로 설계하는 방법에 대해 연구한다. 본 논문에서 제안된 방법은, 기존의 방법과 비교했을 시, 공격자가 메모리 노출 공격을 통해 비휘발성 메모리에 존재하는 롱텀(long-term) 키 값을 알게 되더라도, 그 세션 전후에 사용된 태그(tag)의 안전성 및 프라이버시가 보장되도록 설계하였다. 또한, PUF에 사용된 키 값을 복원하는 알고리즘이 태그 측이 아닌 RFID 리더에서 수행하도록 설계함으로써, 태그 구현 비용 및 전체 프로토콜 실행시간을 최소화할 수 있도록 하였다.