メモリスタを用いた等価な応答を返すPUF対の検討

田中, 悠貴, 辺, 松, 廣本, 正之, 佐藤, 高史

近年，半導体の製造ばらつきを用いてチップの個体識別を行う Physically Unclonable Function (PUF) の研究が活発に行なわれている．既存の PUF 認証方式には認証側で Challenge Response Pair (CRP) を記録しなければならない課題があった．本研究では，等価な応答を返す PUF 対を提案することで，CRP を記録する必要のない認証を実現する．提案PUF対は製造時に同時に二つ製造され，それぞれ等価な CRP を持つ PUF である．解析により PUF の評価指標とともに CRP の一致率が 1.0 となり，提案 PUF 対で CRP を記録する必要のない認証を実現可能であることを確認する．

While numerous physically unclonable functions (PUFs) were proposed in recent years, the basic PUF usage model remained the same. In the general PUF setting, a server pre-records a certain set of challenge-response pairs (CPRs), and sends out some of the challenges in the set for chip authorization. In contrast, in this work, we propose a paired memristor-based PUFs architecture where the server needs not to pre-record CRPs. Instead, the proposed architecture consists of a pair of PUFs manufactured to return identical responses upon receiving the same challenges. Therefore, the server can just keep one of the paired PUFs for future authorization, instead of pre-recording a large database, or pear-to-pear authorizations become possible. In the experiment, SPICE simulation shows that the matching rate of CRPs between the proposed paired PUFs is 1.0, promising the possibility of a new PUF-based authentication paradigm.

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