[实用新型]基于锁存型电压灵敏放大器PUF的AES密钥产生结构

说明书

技术领域

本实用新型使用一种StrongARM型锁存灵敏放大器作为PUF(Physical Unclonable Function，物理不可复制结构)，设计了可以为AES(Advanced Encryption Standard,高级加密标准算法)加解密模块产生密钥的结构。

背景技术

21世纪是信息的时代，一方面，信息技术和相关产业高速发展，呈现出空前繁荣的景象；另一方面，危害信息安全的事件不断发生，威胁国家安全和社会稳定，因此，必须采取措施确保我国的信息安全^[1]。信息安全离不开密码学，作为信息安全的关键技术，密码学可以提供信息的保密性、完整性、可用性以及抗抵性。密码学主要由密码编码学和密码分析学两部分组成，密码编码学与密码分析学二者相互独立，又相互依存，从而推动了密码学自身的快速发展。

AES全称是Advanced Encryption Standard，即高级加密标准算法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准，这个标准用来替代原先的DES(Date Encryption Standard)算法，该算法由美国国家标准与技术研究院(NIST)于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准，截至2006年，AES已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一^[2,3]。AES目前获得了广泛的应用，成为虚拟专用网、SONET(同步光网络)、远程访问服务器(RAS)、高速ATM/Ethernet路由器、移动通信、卫星通信、电子金融业务等的加密算法，并逐渐取代DES在IP-See、SSL和ATM中的使用。此外，得益于密码技术的高速发展，政府及军事通信更多的采用高级的加密算法，以及网络保密系统，财政保密、游戏机密等方面AES加密算法都得到了广泛的应用。

PUF全称是Physical Unclonable Function，即物理不可复制结构^[4]，利用各种电路结构放大集成电路生产过程中因工艺等原因造成的各种偏差，形成稳定的、唯一的、不可预测结果的电路结构^[5]。

[参考文献]

[1]沈昌祥,张焕国,冯登国等；信息安全综述[J]，中国科学E辑:信息科学,2007,37(2):129-150。

[2]杨帆；基于AES密码芯片的DPA攻击技术分析[J]，高速铁路移动通信信号覆盖优化初探与实践，2014:105。

[3]刘上力，赵劲强，聂勤务；AES差分故障攻击的建模与分析[J]，计算机工程，2010，36(1):189-190。

[4]Suh G E,Devadas S.Physical unclonable functions for device authentication and secret key generation[C]//Proceedings of the 44th annual Design Automation Conference.ACM,2007:9-14。

[5]Bhargava M,Mai K.An efficient reliable PUF-based cryptographic key generator in 65nm CMOS[C]//Proceedings of the conference on Design,Automation&Test in Europe.European Design and Automation Association,2014:70。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于锁存型电压灵敏放大器PUF的AES密钥产生结构，为AES加解密电路提供加解密所需的密钥，可根据不同需要分别提供128位、192位和256位密钥，保证密钥的唯一性、不可复制性和可靠性。