计算机辅助设计与图形学学报

作者：侯申, 李景龙, 刘海龙, 李少青, 郭阳

关键词：物理不可克隆函数, 仲裁器物理不可克隆函数, 动态线性反馈移位寄存器, 机器学习, 建模攻击

为了解决物理不可克隆函数(PUF)结构简单、容易遭受建模攻击等问题,提出一种基于动态线性反馈移位寄存器(LFSR)的强PUF抗攻击混淆设计.首先使用一个固定结构的LFSR作为伪随机数发生器,为混淆逻辑提供随机选择信号;然后使用一个内置多个反馈多项式的动态LFSR作为混淆逻辑,对输入激励进行混淆;最后将混淆后的激励输入内嵌PUF电路,使攻击者无法获取内嵌PUF的真实激励,从而提高PUF的抗建模攻击能力.用Python和FPGA进行了仿真和数据收集,在收集到数据集上的实验表明,所提设计具有接近理想值的均匀性(49.8%)和唯一性(49.9%),保持了与经典强PUF相同的可靠性.该设计结构简单,硬件开销较低,能够抵抗多种主流机器学习和深度学习算法的建模攻击.

来源：2021年第10期

《计算机辅助设计与图形学学报》期刊编辑部

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