SRAM PUF:究极的可信根，为安全的IoT设备

本文解释了SRAM物理不可克隆函数（PUF）的基础知识，并演示了它们如何作为物联网（IoT）设备信任基石的作用。

信任是每个安全系统的基石。无论您与邻居分享报警代码还是在边境检查站出示护照，您都依赖于一个独特、不可伪造的标识符。在物理世界中，该标识符通常是无法复制的生物特征。在数字领域，等效的是一个基于硬件的根密钥，无法从供应链中克隆或提取。

物理不可克隆函数正好提供了这个锚点。它们直接从存在于每个硅芯片中的微小制造变化中生成设备唯一的加密密钥。当此密钥保护证书和密钥时，设备在IoT生态系统中成为一个可信实体。

为什么SRAM PUF脱颖而出

在各种PUF技术中，SRAM PUF因其可靠性、可扩展性和低集成成本而受到青睐。它可以通过简单地将软件加载到现有芯片上来激活，消除了对自定义硬件IP块的需求。这使其成为数十亿低成本IoT设备的理想选择。

在半导体制造过程中，晶体管阈值电压的微小变化在每个SRAM单元中创建了一个随机但可重复的电气签名。当芯片上电时，每个单元会进入首选的0或1状态，产生唯一的模式——本质上是该硅片的指纹。

由于此模式本质上是有噪声的，因此使用模糊提取器在不同环境条件下可靠地重现相同的加密密钥。结果是一个永远不驻留在非易失性存储器中的密钥，从而消除了困扰传统存储方法的“静态密钥”攻击向量。

IoT设备需要一个安全的基础来保护数据、固件和通信的密钥。SRAM PUF通过在硅内部生成根密钥来提供此基础。OEM可以选择预置此密钥，或让芯片在制造期间生成它——两种方法都避免了昂贵、复杂的工厂注入过程。

与可以被硬件攻击者读取的非易失性存储器不同，SRAM PUF的密钥仅存在于易失性寄存器中，并在每次上电循环时重新生成。当与安全元件或PUF自身的纠错数据结合时，它形成了一个强大的密钥保管库，可以支持多个应用密钥。

安全最佳实践要求每个应用使用不同的密钥。从单个SRAM PUF根密钥，一个加密安全的密钥派生函数（KDF）生成许多独立密钥，确保一个的妥协不会削弱其他。KDF可以生成不同算法或生命周期所需的任何长度和结构的密钥。

因为SRAM在几乎每个数字芯片上无处不在，SRAM PUF可以纯粹在软件中实例化——不需要新硅。此功能使硬件信任根的远程、brownfield部署成为可能，将IoT安全扩展到数十亿设备而无需重新设计硬件。

信任是所有安全的基础。SRAM PUF提供了一个不可伪造的、设备唯一的根密钥，完全在硅内生成和存储，消除了供应链风险和硬件攻击。无论作为专用硬件还是软件实现，SRAM PUF都形成了一个有弹性的信任根，实现安全的密钥保管库和多个应用密钥——从根本上保护IoT设备。

Интернет вещей