Skip navigation
Please use this identifier to cite or link to this item: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10296
Title: Multi-valued arbiters for quality enhancement of PUF responses on FPGA implementation
Authors: Ivaniuk, A. A.
Zalivako, S. S.
Puchkov, A. V.
Klybik, V. P.
Chang, C. H.
Keywords: публикации ученых;физически неклонируемая функция;надежность;мультиарбитр;программируемая логическая интегральная схема;ФНФ типа арбитр;синхронный триггер;метастабильность;асинхронный RS триггер;мультиплексор;PUF reliability;multivalued arbiters;quality enhancement;FPGA implementation;arbiter based physical unclonable function;A-PUF;delay flip-flop metastability;multiarbiter schemes;four-flip-flop arbiter;SR latch arbiter;multiplexers
Issue Date: 2016
Publisher: IEEE Xplore
Citation: Multi-valued arbiters for quality enhancement of PUF responses on FPGA implementation / A. A. Ivaniuk and others // Invited Paper at Special Session on Cyber-Physical Systems and Security, in Proc. 21st IEEE Asia and South Pacific Design Automation Conf. (ASP-DAC 2016), Macao, China, 26-28 Jan. 2016. – P. 533 – 538.
Abstract: One main problem encountered in the FPGA implementation of Arbiter based Physical Unclonable Function (A-PUF) is the response instability caused by the metastability of delay flip-flop. This paper presents a new multi-arbiter approach to extract more entropy to extend the number of response bits to a single challenge. New multi-arbiter schemes based on the insertion of either a four-flip-flop arbiter or SR latch arbiter after each pair of multiplexers in the configurable paths are proposed to detect the metastable state when two copies of test pulse arrive at the arbiter inputs almost simultaneously. The detected metastable states are distinguishable by the encoded multiple valued outputs of the arbiter. The codes corresponding to the metastable states collectively form a deterministic ternary state that can be recoded to one of the stable states to improve the uniqueness and reliability of the PUF. Our analysis shows that the proposed design can generate robust and reliable challenge-response pairs with a uniqueness of 0.4982 and a reliability of 0.9985 at the expense of a relatively small FPGA resource overhead.
Alternative abstract: Одной из главных проблем, связанных с реализацией физически неклонируемых функций для программируемых логических интегральных схем является наличие нестабильных ответов, вызванных наличием метастабильности триггера, выполняющего роль арбитра. В данной статье предлагаются новые мультиарбитральные схемы физически неклонируемой функции, позволяющие расширить алфавит ответа, получаемого для одного запроса. Предложенные схемы арбитра основаны на применении четырех синхронных триггеров D-типа и одного асинхронного триггера RS-типа, позволяющего декодировать метастабильное состояние арбитра и формировать стабильный символ ответа. Проведенный анализ показал, что предложенные схемы значительно улучшаю основные характеристики физически неклонируемых функций. Так, предложенные схемы позволяют увеличить показатель уникальности пар запрос-ответ до значения 0,4982 (при идеальном значении 0,5), а показатель надежности - до значения 0,9985 (при идеальном значении 1,0).
URI: https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/10296
Appears in Collections:Публикации в зарубежных изданиях

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
111001.docx15.23 kBMicrosoft Word XMLView/Open
Show full item record Google Scholar

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.