公司新聞如今，物聯網（IoT）設備的數量正呈爆發式增長。智能硬件、傳感器、醫療植入物等越來越多的設備加入物聯網中。據權威機構預測，2020年全球物聯網設備數量將超過200億。
（圖片來源：維基百科）
隨之而來的是，物聯網安全形勢越來越嚴峻。物聯網安全威脅的形式多種多樣，例如網絡攻擊、設備入侵、數據竊取等。比如在我們日常生活中，一旦汽車被黑客控制，可能會立即失去駕駛控制權；如果智能門鎖被黑客控制，小偷將破門而入；如果家里的網絡攝像頭被黑客控制，那么家中的隱私暴露無余；如果醫療設備被黑客控制，病人的健康將面臨威脅。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
2016年10月，美國東海岸地區遭受大面積網絡癱瘓，其原因為美國域名解析服務提供商Dyn公司當天受到強力的分布式拒絕服務（DDoS）攻擊所致。事后，全球安全研究專家對此次事件進行了追蹤、分析、溯源和響應處置，發現黑客利用了大量由攝像頭等物聯網設備組成的僵尸網絡發起攻擊。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
如今，在物聯網生態系統中，許多聯網設備卻沒有安全防護能力，或者防護能力較低。這勢必會造成嚴重的安全漏洞與風險�？茖W家們正在探索從各個層面提供物聯網安全解決方案，例如軟件、硬件、網絡、通信等，而其中芯片層面的安全技術占據著非常重要的地位。今天，筆者就要帶大家一起關注芯片層面的物聯網安全技術創新。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
創新
近日，美國萊斯大學集成電路（IC）設計師在硅谷最重要的芯片設計會議上公布了一項技術，該技術的可靠性比目前為物聯網（IoT）設備制造“不可復制的數字指紋”的方法高十倍。
2月20日，萊斯大學的 Kaiyuan Yang 和 Dai Li 在2019年國際固態電路會議（ISSCC）上展示了他們的“物理不可復制功能（PUF）”技術。ISSCC 是一個非常著名的科學會議，也被通俗地稱為“芯片奧林匹克（Chip Olympics）”。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
Dai Li (左) 和 Kaiyuan Yang（圖片來源：Jeff Fitlow/萊斯大學）
技術
傳統加密技術
一般來說，密碼、指紋、機密文件等私密信息，都需要通過加密算法加密生成密文，然后再存儲到內存中。當需要使用時，再通過密鑰對密文進行解密，還原出原始信息。
可是，目前各種主流的加密算法基本都是公開的。一旦密鑰被竊取，私密信息也會容易失竊。因此，密鑰需要隨機生成，具有不可預測性和唯一性。此外，密鑰還需要存儲在非常安全的地方，防止被非法獲取。但是，做到這些并不是一件簡單的事情。
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德國哲學家萊布尼茨說過：“世界上沒有兩片完全相同的樹葉。”同樣，世界上也沒有兩顆完全相同的芯片。即使采用相同的原料、設計、技術、制造工藝，人類也無法生產出兩顆一模一樣的芯片。
在制造過程中，不可控的隨機物理變化導致了芯片之間會存在微小差異。這些差異處于可控范圍之內，又非常敏感，但不影響芯片正常運作。這些隨機、不可預知、不可控制的差異奠定了芯片安全和物理不可復制的基礎。打個比方，這些差異就如同每一顆芯片與生俱來的“指紋”，是這顆芯片唯一的身份認證。
PUF技術正是通過這些差異來生成密鑰。拿128比特的密鑰來說，PUF設備會向由幾百個晶體管組成的PUF單元陣列發送請求信號，基于不同的響應為每個比特分配1或者0。不同于傳統方式存儲的數字密鑰，PUF密鑰是在每次請求時主動創建的，通過激活不同的晶體管集生成不同的密鑰。
這種基于物理硬件的密鑰產生方式，保證了密鑰是唯一的、隨機的、不可復制的。而且，提取出來的密鑰無需保存，使用后隨即消失，再次使用時就再次提取。不保存密鑰，也使得黑客無從攻擊或竊取。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
PUF技術，也被稱為不需要存儲密鑰的下一代新型加密技術。這項技術有望大幅提高物聯網設備的數據信息安全防護能力，有效防范信息丟失、竊取、非法復制等安全風險。
新的PUF技術
Yang 和 Li 開發的PUF技術，通過為每一個PUF生成兩個獨特的指紋，在可靠性上實現了飛躍。這種“零開銷”的方法采用相同的PUF組件來生成兩個密鑰，且無需額外的區域和延時。這種獨特的創新設計，使得他們的PUF的能量效率大約比之前發布的版本高15倍。
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（圖片來源：Jeff Fitlow/萊斯大學）
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該校電氣與計算機工程系助理教授 Yang 表示：“基本上，每個PUF單元都可以工作在兩種模式之下。在第一種模式下，它創造出一個指紋；在另外一種模式下，它創造出第二個指紋。每一個指紋都是一個獨特的標志符，而且雙密鑰的可靠性要高得多。萬一設備在第一種模式下出現故障，它可以使用第二個密鑰。它在兩種模式下都出現的故障的概率非常小�！�
他說，作為一種鑒權手段，PUF指紋與人類指紋有著一些相同的優點。Yang 表示：“首先，它們是獨一無二的，你不需要擔心兩個人具有同樣的指紋。第二，它們與個體綁定在一起。你無法改變你的指紋或者將它復制到別人的手指上。最后，指紋是不可復制的，我們沒辦法創造出一個與別人擁有相同指紋的‘新’人�！�
Yang 表示：“物聯網的一般概念就是，將物理對象連接到互聯網，從而將物理世界與網絡世界結合起來。在今天的大多數消費者物聯網中，這個概念并沒有得到完全實現，因為許多設備都需要外部供電，而且幾乎所有設備都使用了為移動市場開發的現有的集成電路功能集�！�
相比而言，Yang 的實驗室設計出來的設備，一開始就是為了物聯網而設計的。最新的物聯網原型尺寸只有幾毫米，它可以將處理器、閃存、無線發射器、天線、一個或多個傳感器、電池以及更多的東西封裝到一粒米大小的區域內。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
（圖片來源：Jeff Fitlow/萊斯大學）
價值
PUF技術的應用使芯片制造商能低成本且安全地生成用于加密的密鑰，將其作為“智能家居”恒溫器、安全攝像頭和燈泡等物聯網設備所采用的下一代計算機芯片的標準功能。
PUF并不是物聯網安全的新概念，但 Yang 和 Li 的PUF版本在可靠性、能量效率和在芯片上實現所需的面積方面是獨一無二的。首先，Yang 表示，在軍事級別的溫度（從零下55攝氏度到125攝氏度）、電源電壓下降達50%的測試條件下，他們測量到了性能的改善。
Yang 表示：“即使有一個晶體管在不同的環境條件下表現出異常，該設備也會生成錯誤的密鑰，使它看上去就像一個不可信的設備。因此，對PUF來說，可靠性或穩定性是最重要的衡量標準。”此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
能量效率對物聯網也很重要，在物聯網中，設備被期望一次充電可運行十年。在 Yang 和 Li 的PUF中，密鑰是通過靜態電壓產生，而不是主動給晶體管上電。靜態的方法卻更節能，這有點違反直覺，因為這樣相當于讓燈全天候地開著，而不是按一下開關快速地看一下房間。
Yang 表示：“通常情況下，人們會激活睡眠模式，當他們想要創造一個密鑰時，他們就激活晶體管，開關一次，然后再讓它進入睡眠模式。在我們的設計中，PUF模塊總是開著的，但它只需要很少的電力，甚至比傳統睡眠模式下的系統還少�！贝宋恼略谥袊澞芫W轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
在芯片上所需的面積（制造商不得不分配一定數量的空間和費用來將PUF設備放在生產的芯片上），也是他們優于之前報告的工作的第三個指標。他們采用65納米互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術制造出了原型。他們的設計在原型上占用2.37平方微米生成一個比特。此文章在中國節能網轉載 惠州革普絲科技節能公司料斗節能發熱器、炮筒節能加熱圈
