向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

AIoT时代,如何用指纹芯片技术保护芯片和数据安全?

AIoT时代,如何用指纹芯片技术保护芯片和数据安全?

我们每个人都有一个指纹,每个人都指纹都不一样。目前的指纹识别方法是采用特征点,把指纹特殊的点采集出来,然后匹配识别。

 我们每个人都有一个指纹,每个人都指纹都不一样。目前的指纹识别方法是采用特征点,把指纹特殊的点采集出来,然后匹配识别。假设采用12个特征点的话,那重复的几率就是1/1020,如果取更多特征点,那重复的几率就更低。那我们如何给一颗芯片加上指纹呢?V3pesmc

7月11日,在ASPENCORE旗下《电子工程专辑》、《EDN》和《国际电子商情》共同举办的“IoT技术与应用论坛”上,力旺电子(eMemory)的柳星舟先生做了详细的介绍。V3pesmc

在他主题为“NeoPUF指纹芯片技术于AIoT之安全应用”的演讲中,他指出,NeoPUF技术就是一种赋予芯片一个指纹的技术。而且这个指纹不是烧写进去的,是与生俱来,出厂后就拥有,而且每一颗芯片都不一样。 V3pesmc



图1:力旺电子(eMemory)的柳星舟在IoT技术与应用论坛上演讲。V3pesmc

什么是NeoPUF?

柳星舟解释说,PUF的英文全称是Physical Unclonable Functions,即物理不可复制功能。而NeoPUF,就是创新式物理不可复制功能。V3pesmc

系统密钥有用很多种不同的实现方法。V3pesmc

可以人为将不同的代码烧写进芯片,但认为烧写的代码一般是由算法产生的,如果算法被人破解了,那所有的芯片就都被破解了。V3pesmc

力旺电子的NeoPUF采用的是模拟丢铜板的技术来实现的。柳星舟介绍说,“假设给你两颗一模一样的电阻,在两边同时加一个一样的电压,那到底是左边先烧掉,还是右边先烧掉。不知道,我也不知道。我们模拟的就是这样的情况,我们在两个相邻的晶体管的栅极和基极两端慢慢加电压,总有一颗会被先烧掉,先烧左边就是0,先烧右边就是1。”V3pesmc

用这种方法实现的PUF就算是同一片晶圆上产生的Die,所产生的代码也都是不一样的。V3pesmc

因此,加入了NeoPUF IP的每一颗芯片都有一个与众不同的代码,也就是拥有了一个指纹。V3pesmc

V3pesmc

图2:力旺电子的NeoPUF实现原理。V3pesmc

如何应用芯片指纹?

现在芯片已经获得了一个指纹,那如何去应用这些芯片的指纹呢?柳星舟先生也给出了一些应用的案例。V3pesmc

他表示,“NeoPUF提供高达64Kbit,芯片与生俱来的完美随机数源。既然每颗芯片都拥有了指纹,其中最明显的应用就是用这个代码作为芯片的ID,这样就不会出现重名的情况了。或者用这个代码产生信任根,然后产生通信密钥,以加密通信数据。”V3pesmc

“当然,还可以防止芯片不被破解。因为有些做逆向工程的厂商会破解你的芯片,生产后还打你的logo,出问题了,可能还得你去服务。”他同时指出。V3pesmc

V3pesmc

图3:NeoPUF在IoT中的应用。V3pesmc

柳星舟举了一个NeoPUF在IoT中的应用。“目前使用PUF的情况就是把它当作信任根,它产生一个最根本的码,通过一个密钥管理算法,产生不同的公钥,私钥等,再给AES等加密算法去加密。”V3pesmc

V3pesmc

图4:NeoPUF配合OTP一起使用。V3pesmc

另外,因为力旺电子是主要做OTP等存储的,所以他还列举了一个NeoPUF搭配Memory一起用案例。比如说,“我们可以用PUF产生一组乱码,而且与生俱来,是一个完美乱数,所以我们就可以用PUF加密我的OTP,而且可以做到天生加密,就是可以将OTP内的扰码基于PUF乱码重新排列,也就是说,在不同的芯片中,同样的OTP资料存储后的信息都是不一样的。”V3pesmc

V3pesmc

图5:NeoPUF在外挂Flash上的应用。V3pesmc

“甚至是外挂的Flash,只要主控端有放NeoPUF,出去的数据已经用NeoPUF重新排序,存储在外挂的Flash内,那么Flash内存储的数据就是乱的,而且每一颗都不一样,别人如果把Flash内的内容复制出来,再用不同的主控是读取不出来数据的。因为这需要原来的主控来做还原解码。这样就可以防止你的代码被偷走。从而实现保护代码的功能。”柳星舟举例说。V3pesmc

他同时还谈到了NeoPUF在人工智能方面的应用。当然主要还是芯片的保护用法。“我们知道人工智能的流程大概是这样,先要收集很多数据,然后做训练,再提取出模型,最后开始做推理,或者预测。”V3pesmc

而推理有两种做法,一个是云端,所有数据传输至云端,然后云端给出推理结果。另外一个是边缘计算,也就是在设备端做预测,现在大部分厂商都认为最后会往边缘端发展。V3pesmc

但柳星舟认为,由于云端的运算能力太强大了,云端仍将会长期存在下去;而边缘端,也有一些发展的趋势,主要是有隐私的需求,或者是传输可靠性和延迟要求。V3pesmc

他表示,“我今天主要关注边缘端。边缘端做预测,目前有两种情况,一种是用别人的运算单元加上NVM存储,做成一个模组。只需要把云端训练好的模型简化之后放上去,就可以在边缘端做推理预测了。如果你花了那么多时间做训练,结果你的东西被偷了。那前面的心血就白费了。因此在模组端,我们可以帮助保护最关键的资料。”V3pesmc

V3pesmc

图6:NeoPUF在人工智能模组中的应用。V3pesmc

第二个边缘端的应用是将模型转成一个ASIC,这样功耗是最好的。当然这个模型需要精简很多。但是这很容易被人逆向工程。V3pesmc

针对第一种情况,如果主控加入了NeoPUF,那么写入Flash中的数据就是乱的。因此,即使一个模组中的数据被破解或者被复制了,放到其他的模组中其实是没有用的。V3pesmc

针对第二种情况。如果ASIC中带有一个NeoPUF,ASIC的功能会其被混乱掉,“除非我给你一个启动码授权之后將功能还远码写入OTP中,ASIC才可以正常工作。”柳星舟表示。V3pesmc

V3pesmc

图7:NeoPUF在ASIC中的应用。V3pesmc

本文为国际电子商情原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫,一键转发

  • 关注“国际电子商情” 微信公众号

您可能感兴趣的文章

  • IC Insights:未来10年中国芯片本土化恐难有重大进展

    中美日益紧张的贸易关系,让各界普遍认为中国势将加速半导体自主化发展,然而市调机构IC Insights却在近期的报道中预测,未来5年到是10年中国在自给自足方面很难取得重大进展...

  • 2020下半年,本土分销商还有哪些机会?

    近日,《国际电子商情》公布了“2019年中国电子元器件分销商TOP35营收排名”,在不确定因素激增的大环境下,为本土分销商鼓足前行的信心。那么,具体哪些领域值得关注与深耕?

  • 美参议员横插一杠,台积电赴美设厂或生变数?

    美国参议院少数党领袖Chuck Schumer与两位民主党参议员日前发表指名给美国商务部长Wilbur Ross与国防部长Mark Esper的公开信,呼吁美国政府停止规划中的台积电(TSMC)亚利桑那州5nm晶圆厂计划...

  • 2019年中国电子元器件分销商TOP35营收排名出炉!

    一年一度的《国际电子商情》“中国电子元器件分销商营收排名”正式出炉!该报告数据来自上市公司的公开年报以及行业调研结果,具有较高的准确性和客观性,旨在给业界提供有益的借鉴和启发。

  • 突发!33家中企被美列入“实体清单”,国产替代刻不容缓!

    北京时间5月23日凌晨,美国商务部再次连发两则声明宣布,将共计33家中国公司及机构列入“实体清单”。据《国际电子商情》了解,这些被列入“实体清单”的中国企业主要是与网络安全和AI有关的企业。

  • 华为禁令波及代工产业,后续影响恐不乐观

    集邦咨询半导体研究中心(DRAMeXchange)最新分析指出,虽然目前相关法规仍有进一步解释的空间,但从已知规范来看,在5月15日后若要额外增加投片,皆需要经过核准。加上美国对于华为或其他中国品牌的规范力道不排除将持续增强,因此对于晶圆代工厂的后续影响可能不容乐观...

相关推荐

可能感兴趣的话题