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Analysis of Communication Channels Related to Physical Unclonable Functions

Maringer, Georg und Xhemrishi, Marvin und Puchinger, Sven und Garb, Kathrin und Liu, Hedongliang und Jerkovits, Thomas und Kürzinger, Ludwig und Hiller, Matthias (2022) Analysis of Communication Channels Related to Physical Unclonable Functions. In: WCC 2022. WCC 2022: The Twelfth International Workshop on Coding and Cryptography, 2022-03-07 - 2022-03-11, Rostock, Germany but was held online as a web conference.

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Kurzfassung

Cryptographic algorithms rely on the secrecy of their corresponding keys. On embedded systems with standard CMOS chips, where secure permanent memory such as flash is not available as a key storage, the secret key can be derived from Physical Unclonable Functions (PUFs) that make use of minuscule manufacturing variations of, for instance, SRAM cells. Since PUFs are affected by environmental changes, the reliable reproduction of the PUF key requires error correction. For silicon PUFs with binary output, errors occur in the form of bitflips within the PUF response. Modeling the channel as a Binary Symmetric Channel (BSC) with fixed crossover probability p is only a first-order approximation of the real behavior of the PUF response. We propose a more realistic channel model, referred to as the Varying Binary Symmetric Channel (VBSC), which takes into account that the reliability of different PUF response bits may not be equal. We investigate its channel capacity for various scenarios which differ in the channel state information (CSI) present at encoder and decoder. We compare the capacity results for the VBSC for the different CSI cases with reference to the distribution of the bitflip probability according to a work by Maes et al.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/186302/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Analysis of Communication Channels Related to Physical Unclonable Functions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Maringer, Georggeorg.maringer (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Xhemrishi, Marvinmarvin.Xhemrishi (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Puchinger, Svensven.puchinger (at) tum.dehttps://orcid.org/0000-0002-7474-2678NICHT SPEZIFIZIERT
Garb, Kathrinkathrin.garb (at) aisec.fraunhofer.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Liu, Hedonglianglia.liu (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jerkovits, ThomasThomas.Jerkovits (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7538-7639154215586
Kürzinger, Ludwigludwig.kuerzinger (at) mytum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hiller, Matthiasmatthias.hiller (at) aisec.fraunhofer.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2022
Erschienen in:WCC 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Physical Unclonable Functions Channel Model Channel Capacity Channels with Random State
Veranstaltungstitel:WCC 2022: The Twelfth International Workshop on Coding and Cryptography
Veranstaltungsort:Rostock, Germany but was held online as a web conference
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:7 März 2022
Veranstaltungsende:11 März 2022
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Cybersicherheit für autonome und vernetzte Systeme [KNQ]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Satellitennetze
Hinterlegt von: Jerkovits, Thomas
Hinterlegt am:06 Mai 2022 11:59
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:47

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