[发明专利]一种基于RO-PUF的CRPs库构建方法和系统

说明书

本发明公开了一种基于RO‑PUF的CRPs库构建和系统，方法包括以下步骤：客户机随机生成若干组激励数据，并反复将若干组激励数据传输至芯片；芯片根据接收的激励数据A生成相应的响应数据A，同时将响应数据A传输至客户机；客户机对相同激励信号A生成的响应数据A进行概率统计，当任意响应数据A的概率高于门限概率时，选择响应数据A中概率最高的响应数据B和激励数据A共同构成CRP；对CRP进行随机性校验，当CRP通过随机性校验时，将CRP存入CRPs库；对CRPs库进行加密并存储。本发明的目的在于提供一种基于RO‑PUF的CRPs库构建方法和系统，该方法使得物理指纹数据在实际工程中稳定性、准确度大大提高。

技术领域

本发明涉及硬件安全技术领域，尤其涉及一种基于RO-PUF的CRPs库构建方法和系统。

背景技术

芯片物理指纹技术是一种新的数字指纹技术，最初该技术应用于芯片设备的唯一身份。而今把该技术进行扩展提取到了更多的数字指纹信息熵，从而把该技术应用于各种应用场景的高安全性数字认证方面。

芯片物理指纹技术应用在密钥生成和认证中能够提高系统的安全性。相对于PKI和CPK认证技术，使用该技术参与认证具有不需要第三方认证机构，在芯片中不存储密钥的优点。因种种原因，同一随机激励产生的响应可能不完全相同，导致芯片物理指纹存在不稳定性。在芯片物理指纹技术应用中，不稳定性不可忽略。使用提高稳定性的纠错算法对响应数据的准确度影响较大。而且要求在使用过程中需要提供硬件产生随机数的能力，对硬件系统的要求较高。已有的增进稳定性方法往往针对某一种硬件甚至某一型号的芯片，不具有普适性，对于每一种硬件都需要考虑不同的改进策略，工作量大，耗时长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于RO-PUF的CRPs库构建方法和系统，该方法或系统使得物理指纹数据在实际工程中稳定性、准确度大大提高；在认证过程中芯片无需存储公私钥，降低芯片认证的耗能和存储开销。

本发明通过下述技术方案实现：

一种基于RO-PUF的CRPs库构建方法，包括以下步骤：

S1：客户机随机生成若干组激励数据，并反复将若干组所述激励数据传输至芯片；

S2：所述芯片根据接收的激励数据A生成相应的响应数据A，同时将所述响应数据A传输至所述客户机；

S3：所述客户机对相同所述激励信号A生成的所述响应数据A进行概率统计，当任意所述响应数据A的概率高于门限概率时，选择所述响应数据A中概率最高的响应数据B和所述激励数据A共同构成CRP；其中，所述门限概率为：在激励数据A生成相应的响应数据A中，相同响应数据次数占总响应数据次数百分比的最小值；

S4：对所述CRP进行随机性校验，当所述CRP通过所述随机性校验时，将所述CRP存入CRPs库；

S5：对所述CRPs库进行加密并存储。

进一步地，所述S1包括以下子步骤：

S11：所述客户机随机生成一组激励数据；

S12：所述客户机将所述激励数据重复发送给所述芯片；

S13：重复步骤S11-步骤S12。

进一步地，所述随机性检验包括频率检测、块内频数检测以及游程检测，当所述CRP通过所述频率检测、所述块内频数检测以及所述游程检测时，将所述CRP存入CRPs库。

进一步地，所述频率检测由下式计算：

S_n＝X₁+X₂+...+X_n；

X_n＝2ε_n-1