CrossBar для внедрения технологии PUF в ReRAM

Компания будет применять свою технологию для использования в приложениях аппаратной безопасности в форма ключей криптографической физической неклонируемой функции (PUF) на основе ReRAM.

CrossBar Inc. нацелена на безопасность благодаря своей резистивной оперативной памяти (ReRAM).

Компания будет применять свою технологию для использования в приложениях аппаратной безопасности в форме ключей криптографической физической неклонируемой функции (PUF) на основе ReRAM, которые могут быть сгенерированы в защищенных вычислительных приложениях. Это отход от обычного использования в качестве энергонезависимой полупроводниковой памяти, сказал генеральный директор Марк Дэвис в телефонном интервью EE Times, и открывает новые рынки для технологии CrossBar.

PUF - это физический объект, который для заданных входных данных и условий, иначе называемых «вызовом», обеспечивает физически определенный выход «цифрового отпечатка пальца», который действует как уникальный идентификатор, чаще всего для полупроводникового устройства, такого как микропроцессор. PUF-ключи не новы, но онлайн-банкинг и появление Интернета вещей (IoT) создали возможности, выходящие за рамки цифровой безопасности, для специализированных электронных устройств, таких как банковские карты или платежные терминалы. Повышенная потребность в шифровании или цифровой подписи означает, что все большее количество ASIC, микроконтроллеров и SoC встраивают аппаратные криптографические ускорители или программные криптографические библиотеки.

Ключи PUF CrossBar ReRAM могут быть реализованы с использованием либо одной ячейки ReRAM, либо двойной ячейки ReRAM, каждая из которых представляет один бит PUF. (Предоставлено:CrossBar)

По словам Дэвиса, традиционно в ключах PUF используется SRAM, но для сравнения, ReRAM предлагает много преимуществ, включая более высокий уровень случайности и гораздо более низкую частоту ошибок по битам. Он также более устойчив к инвазивным атакам и может обрабатывать широкий спектр изменений окружающей среды без необходимости использования нечетких экстракторов, вспомогательных данных или тяжелого кода исправления ошибок. По его словам, в целом, по его словам, это более рентабельно, чем SRAM. «С нашим подходом это очень безошибочно».

По словам Дэвиса, помимо устранения ограничений реализаций PUF, ReRAM PUF также идеально подходит для полупроводниковых приложений, требующих как высокой безопасности, так и встроенной энергонезависимой памяти (NVM), особенно для литейных узлов размером менее 28 нм, где встроенная NVM не является легко доступной. доступно.

В зависимости от конкретной реализации, эти ключи PUF могут быть реализованы с использованием либо одной ячейки ReRAM, либо двойной ячейки ReRAM, каждая из которых представляет один бит PUF. Когда обнаруживается бит PUF ReRAM, он случайно определяется как «1» или «0» для каждого бита PUF на каждом полупроводнике. Если микросхема IoT изготовила 256 битов PUF ReRAM, каждая отдельная изготовленная деталь будет содержать 256-битный ключ, уникальный для этого конкретного полупроводникового чипа.

Дэвис считает, что рынок ключей ReRAM PUF является сильным, учитывая, что сегодня существует так много подключенных автономных устройств. «Поверхность атаки намного больше, а аппаратная безопасность - самый надежный способ решения этой проблемы». По его словам, ReRAM будет использоваться для идентификации, шифрования / дешифрования и аутентификации, и каждая из них уникальна для каждой отдельной полупроводниковой интегральной схемы (IC), используя характеристики случайности, присущие технологии ReRAM. «Важно иметь полностью случайные ключи, соответствующие отраслевым стандартам на случайность». Другой важной характеристикой является то, что PUF нельзя клонировать.

В настоящее время наблюдается всплеск спроса на средства защиты памяти, встроенные в оборудование, потому что хакерам требуется только одна уязвимость для доступа к сложной системе. Не только Интернет вещей вызывает потребность в безопасности устройств, но и подключенные транспортные средства, где безопасность способствует надежности и функциональной безопасности.

Флеш-память Semper Secure NOR от Infineon служит аппаратным корнем доверия, а также выполняет диагностику и исправление данных для обеспечения функциональной безопасности. (Любезно предоставлено Infineon)

Несмотря на эту тенденцию, рынок PUF не будет огромным. Джим Хэнди, главный аналитик Objective Analysis, сказал, что это принесет CrossBar немного денег, но физически PUF обычно является относительно небольшим элементом чего-то большего, например SoC. «Это может стоить никель на микросхеме стоимостью 30 долларов». По его словам, в ближайшем будущем блоки ReRAM PUF найдут свое место в приложениях более высокого уровня, но в конечном итоге может появиться рынок для их использования в чипах для кредитных карт. «Если это произойдет, потребуется десятилетие или больше, чтобы встать на свои места. На данный момент мы просто собираемся перейти к более высокопроизводительным чипам, где у них есть потребность в причудливой защите между чипами ».

Существуют и другие технологии памяти, которые могут предложить аналогичные функции безопасности, добавленные в Handy, такие как EEPROM. Сегодня доступна EEPROM, с помощью которой можно легко зашифровать конфиденциальные данные, такие как пароли, клонированные хэши, данные отпечатков пальцев и другие биометрические данные.

Недавно анонсированное Microchip Technology семейство последовательных EEPROM I2C, начиная с 24CS512, включает в себя унаследованную функцию, позволяющую только блокировать или разблокировать весь массив памяти через внешний вывод, но также делит массив памяти на 8 различных зон и предоставляет возможность индивидуального защита от записи любой комбинации зон с помощью программного обеспечения. Меньшая часть критического кода, такого как заводские настройки калибровки, производственные данные, MAC-адреса или другая идентифицирующая информация, запрограммированная, а затем установленная только для чтения с помощью новой функции блокируемой страницы идентификатора, 128-байтового пространства памяти, отдельного от основного массива.

Другие технологии включают IP от таких компаний, как Spansion и Cypress, которые теперь являются частью Infineon. Semper Secure от Infineon - это опция NOR Flash, которая служит аппаратным корнем доверия, а также выполняет диагностику и исправление данных для обеспечения функциональной безопасности. Он предоставляет до восьми областей памяти, которые могут быть выделены для защищенного или незащищенного доступа, одна из которых может иметь разные размеры, собственный уровень доступа и связанные ключи с множественным доступом.

У PUF тоже есть проблемы, как отмечает Хэнди, в том числе стабильность, которая может зависеть от температуры и источника питания. «Он должен быть очень стабильным, но должен отличаться от чипа к чипу».

>> Эта статья изначально была опубликована на нашем дочернем сайте EE Times.

Связанное содержание:

• Основы SRAM PUF и способы ее развертывания для обеспечения безопасности Интернета вещей
• Сравнение SRAM и PUF на основе квантовых полупроводников.
• MCU используют технологию PUF, чтобы восполнить пробел в безопасности закрытого ключа.
• Новые технологии памяти готовы к развитию
• Edge AI бросает вызов технологии памяти

Чтобы получить больше информации о Embedded, подпишитесь на еженедельную рассылку Embedded по электронной почте.