JP6267207B2 - 物理的クローン不能関数として使用されるメモリから暗号化キーを生成するためのシステム - Google Patents
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Description
100 暗号化キーを生成するための電子システム
110 物理的クローン不能関数として使用されるメモリ
112 メモリの位置
114 メモリの位置
116 メモリの位置
120 メモリインタフェース
122 データチャネル
124 アドレスチャネル
130 PUF制御ブロック
140 アドレススクランブラー
150 キー導出ユニット
152 バッファ
154 並べ替え装置
156 エラー訂正論理
200 暗号化キーを生成するための電子システム
210 PUF制御ブロック
220 メモリ読み出しユニット
230 キー導出ユニット
240 暗号化ユニット
250 復号ユニット
255 アドレス生成器
260 さらなるメモリ
265 ランダムキーおよびシード導出ユニット
270 バッファ
280 コンバイナ
285 ヘルパーデータメモリ
290 エラー訂正器
295 キー導出関数ユニット
310 メモリコンテンツ
312 コードワードサイズ調整メモリチャンク
314 コードワードサイズ調整メモリチャンク
316 コードワードサイズ調整メモリチャンク
320 スクランブルされたメモリアクセス
322 コードワードサイズ調整メモリチャンク
324 コードワードサイズ調整メモリチャンク
326 コードワードサイズ調整メモリチャンク
330 スクランブルされたメモリアクセス
510 暗号化段階
511 暗号化段階
512 暗号化段階
514 暗号化段階
520 復号段階
Claims (16)
- 暗号化キーを生成するための電子システム(100、200)であって、電子システムが、
物理的クローン不能関数として使用されるメモリ(110)であって、メモリは書き込み可能で、揮発性であり、メモリに電源投入したたびに、メモリはメモリの少なくとも部分的にランダムな物理的特性に応じたメモリコンテンツに確定するように構成されており、メモリはメモリインタフェース(120)を通してアクセス可能であるメモリと、
メモリが確定したメモリコンテンツから暗号化キーを導出するように構成されたキー導出ユニット(150、230)とを備え、
暗号化キーを生成するための電子システムがさらに、
メモリインタフェースを通してメモリ、およびキー導出ユニットに接続されたメモリ読み出しユニット(220)を備え、メモリ読み出しユニットが
スクランブルされた順序でメモリインタフェースを介してメモリコンテンツを取り出すためのアドレススクランブラー(140)と、
メモリを暗号化するための暗号化ユニット(240)であって、メモリインタフェースからスクランブルされた順序でメモリコンテンツを受信し、受信したメモリコンテンツを暗号化し、暗号化されたメモリコンテンツをメモリに書き戻すように構成されている暗号化ユニット(240)と、
メモリを復号するための復号ユニット(250)であって、メモリインタフェースから事前に定義されたさらなる順序で暗号化されたメモリコンテンツを受信し、受信した暗号化されたメモリコンテンツを復号して事前に定義されたさらなる順序でメモリコンテンツを取得するように構成されている復号ユニット(250)と
を備える、電子システム。 - 不揮発性のヘルパーデータメモリ(285)を備え、ヘルパーデータメモリ(285)が、物理的クローン不能関数として使用されるメモリのために構築されたヘルパーデータを記憶し、さらに、
訂正可能なビットストリングを確立するためのコンバイナ(280)を備え、訂正可能なビットストリングはエラー訂正コードの訂正可能な近傍にあり、コンバイナ(280)が、ヘルパーデータメモリからヘルパーデータを取り出して、取り出したヘルパーデータと、メモリ読み出しユニットからされた事前に定義されたさらなる順序でメモリが確定したメモリコンテンツとを組み合わせるように構成され、さらに、
エラー訂正アルゴリズムを使用して訂正可能なビットストリングからエラー訂正コードのコードワードを確立するように構成されたエラーコレクタ(290)を備える、請求項1に記載の電子システム。 - 暗号化ユニットが暗号化されたメモリコンテンツをスクランブルされた順序でメモリに書き戻すように構成され、それによって、メモリコンテンツを暗号化されたメモリコンテンツで上書きする、請求項1または2に記載の電子システム。
- スクランブルされた順序が、読み出しユニットの各電源投入後に少なくとも部分的にランダムに生成されるシードから導出される、請求項1から3のいずれか一項に記載の電子システム。
- 読み出しユニットが新しいシードを取得するためにシードに適用されるように構成された暗号化一方向性関数を備え、アドレススクランブラーが新しくスクランブルされた順序でメモリインタフェースを介してメモリコンテンツの再フェッチのための新しいシードから新しくスクランブルされた順序を導出するように構成された、請求項4に記載の電子システム。
- 読み出しユニットが、さらなるメモリに電源投入したたびに、第2のメモリがノイズのあるメモリコンテンツに確定するように構成されたさらなる揮発性メモリを備え、シードが、第2のメモリが確定したメモリコンテンツから導出される、請求項4および5のいずれか一項に記載の電子システム。
- 難読化ユニットを備え、難読化ユニットがメモリへいくつか追加で難読化アクセスするように構成され、難読化アクセスがメモリからの光子放出とメモリが電源投入時に確定したメモリコンテンツ間の相関を低減化するように構成された、請求項1から6のいずれか一項に記載の電子システム。
- 難読化ユニットがメモリのメモリ位置への難読化アクセスを行うように構成され、難読化アクセスが、暗号化ユニットが暗号化されたメモリコンテンツをメモリ位置に書き戻した後に行われる、請求項7に記載の電子システム。
- 物理的クローン不能関数として使用されるメモリがSRAMメモリである、請求項1から8のいずれか一項に記載の電子システム。
- 物理的クローン不能関数として使用されるメモリが揮発性FPGAメモリである、請求項1から9のいずれか一項に記載の電子システム。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の暗号化キーを生成するための電子システムを含む集積回路。
- 集積回路がスマートカード、ASSP、DSP、アプリケーションプロセッサ、SIM、およびNFCチップのいずれか一つである、請求項1から11のいずれか一項に記載の暗号化キーを生成するための電子システムを含む集積回路。
- 暗号化キーを生成するための電子システム(100、200)において、事前に定義されたさらなる順序でメモリを安全に読み出すための電子メモリ読み出しユニットであって、システムが、
物理的クローン不能関数として使用されるメモリ(110)であって、メモリは書き込み可能で、揮発性であり、メモリに電源投入したたびに、メモリはメモリの少なくとも部分的にランダムな物理的特性に応じたメモリコンテンツに確定するように構成されており、メモリはメモリインタフェース(120)を通してアクセス可能であるメモリと、
メモリが確定したメモリコンテンツから暗号化キーを導出するように構成されたキー導出ユニット(150、230)とを備え、電子メモリ読み出しユニットはメモリインタフェースを通してメモリ、およびキー導出ユニットに接続可能であり、電子メモリ読み出しユニットが、
スクランブルされた順序でメモリインタフェースを介してメモリコンテンツを取り出すように構成されたアドレススクランブラーと、
メモリを暗号化するための暗号化ユニットとを備え、暗号化ユニットが、メモリインタフェースからスクランブルされた順序でメモリコンテンツを受信し、受信したメモリコンテンツを暗号化し、暗号化されたメモリコンテンツをメモリに書き戻すように構成され、電子メモリ読み出しユニットがさらに、
メモリを復号するための復号ユニットを備え、復号ユニットが、メモリインタフェースから事前に定義されたさらなる順序で暗号化されたメモリコンテンツを受信し、受信した暗号化されたメモリコンテンツを復号して事前に定義されたさらなる順序でメモリコンテンツを取得するように構成された、電子メモリ読み出しユニット。 - 暗号化キーを生成するための方法(400)であって、方法が、
物理的クローン不能関数として使用されるメモリの電源投入するステップ(410)を含み、メモリが書き込み可能で揮発性であり、方法がさらに、
メモリが、メモリの少なくとも部分的にランダムな物理的特性に応じたメモリコンテンツに確定できるようにするステップ(420)、
スクランブルされた順序でメモリインタフェースを介してメモリコンテンツを取り出すステップ(430)、および
メモリが確定したメモリコンテンツから暗号化キーを導出するステップ(480)を含み、
メモリの暗号化が、
メモリインタフェースからスクランブルされた順序でメモリコンテンツを受信するステップ(430)、
受信したメモリコンテンツを暗号化するステップ(440)、および
暗号化されたメモリコンテンツをメモリに書き戻すステップ(450)によって行われること、
メモリの復号が、
メモリインタフェースから事前に定義されたさらなる順序で暗号化されたメモリコンテンツを受信するステップ(460)、および
事前に定義されたさらなる順序でメモリコンテンツを取得するために受信した暗号化されたメモリコンテンツを復号するステップ(470)によって行われることを含む方法。 - コンピュータプログラムがコンピュータで実行される時に、請求項14に記載のすべてのステップを行うように適合されたコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
- コンピュータ読み取り可能媒体上で具現化される、請求項15に記載のコンピュータプログラム。
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