CrossBar om PUF-technologie naar ReRAM te brengen

Het bedrijf zal zijn technologie toepassen voor gebruik in hardwarebeveiligingstoepassingen in de vorm van op ReRAM gebaseerde cryptografische fysieke niet-kloneerbare functiesleutels (PUF).

CrossBar Inc. zet zijn zinnen op beveiliging met zijn resistieve RAM (ReRAM).

Het bedrijf zal zijn technologie toepassen voor gebruik in hardwarebeveiligingstoepassingen in de vorm van op ReRAM gebaseerde cryptografische fysieke niet-kloneerbare functiesleutels (PUF) die kunnen worden gegenereerd in beveiligde computertoepassingen. Dit wijkt af van het gebruikelijke gebruik als niet-vluchtig halfgeleidergeheugen, zei CEO Mark Davis in een telefonisch interview met EE Times, en opent nieuwe markten voor de technologie van CrossBar.

Een PUF is een fysiek object dat voor een bepaalde invoer en voorwaarden, ook wel een "uitdaging" genoemd, een fysiek gedefinieerde "digitale vingerafdruk" -uitvoer levert die fungeert als een unieke identificatie, meestal voor een halfgeleiderapparaat zoals een microprocessor. PUF-sleutels zijn niet nieuw, maar online bankieren en de opkomst van het internet der dingen (IoT) hebben mogelijkheden gecreëerd die verder gaan dan digitale beveiliging voor speciale elektronische apparaten zoals bankkaarten of betaalterminals. De toegenomen behoefte aan codering of een digitale handtekening betekent dat een toenemend aantal ASIC's, microcontrollers en SoC's hardware-cryptografische versnellers of software-cryptografische bibliotheken inbedden.

CrossBar ReRAM PUF-sleutels kunnen worden geïmplementeerd met een enkele ReRAM-cel of een dubbele ReRAM-cel, die elk een enkele PUF-bit vertegenwoordigen. (Met dank aan CrossBar)

Traditioneel hebben PUF-sleutels SRAM gebruikt, maar in vergelijking biedt ReRAM veel voordelen, waaronder een hoger niveau van willekeur en een veel lager bitfoutpercentage, zei Davis. Het is ook beter bestand tegen invasieve aanvallen en kan een breed scala aan omgevingsvariaties aan zonder dat er vage extractors, helpergegevens of zware foutcorrectiecode nodig zijn. Over het algemeen zei hij dat het kosteneffectiever is dan SRAM, zei hij. "Met onze aanpak is het zeer foutloos."

Naast het aanpakken van de beperkingen van PUF-implementaties, zei Davis, is een ReRAM PUF ook ideaal voor halfgeleidertoepassingen die zowel hoge beveiliging als ingebed niet-vluchtig geheugen (NVM) vereisen, vooral voor gieterijknooppunten kleiner dan 28nm waar embedded NVM niet gemakkelijk is beschikbaar.

Afhankelijk van de specifieke implementatie kunnen deze PUF-sleutels worden geïmplementeerd met behulp van een enkele ReRAM-cel of een dubbele ReRAM-cel, die elk een enkele PUF-bit vertegenwoordigen. Wanneer de ReRAM PUF-bit wordt gedetecteerd, wordt deze willekeurig waargenomen als een "1" of "0" voor elke PUF-bit op elke halfgeleider. Als een IoT-chip 256 ReRAM PUF-bits heeft gefabriceerd, bevat elk afzonderlijk vervaardigd onderdeel een 256-bits sleutel, uniek voor die specifieke halfgeleiderchip.

Davis ziet dat er een sterke markt is voor ReRAM PUF-sleutels, aangezien er tegenwoordig zoveel verbonden, autonome apparaten zijn. "Het aanvalsoppervlak is zoveel groter en hardwarebeveiliging is de meest robuuste manier om dingen te doen." De ReRAM zal worden gebruikt voor identificatie, codering / decodering en authenticatie, en elk is uniek voor elke individuele halfgeleider-geïntegreerde schakeling (IC), waarbij gebruik wordt gemaakt van de inherente willekeurigheidskenmerken van de ReRAM-technologie, zei hij. "Het is belangrijk om volledig willekeurige sleutels te hebben die voldoen aan de industriestandaardtests voor willekeur." Het andere kritische kenmerk is dat de PUF niet-kloneerbaar is.

Er is een stijgende vraag naar geheugenspecifieke beveiliging die is ingebouwd in de hardware, omdat hackers slechts één kwetsbaarheid nodig hebben om toegang te krijgen tot een complex systeem. Het is niet alleen IoT dat de behoefte aan apparaatbeveiliging stimuleert, maar ook verbonden voertuigen, waar beveiliging een bijdrage levert aan betrouwbaarheid en functionele veiligheid.

Infineon's Semper Secure NOR-flash dient als hardware-root-of-trust en voert ook diagnostiek en gegevenscorrectie uit voor functionele veiligheid. (Met dank aan:Infineon)

Ondanks deze trend zal de PUF-markt niet enorm zijn. Jim Handy, hoofdanalist bij Objective Analysis, zei dat het CrossBar wat geld zal opleveren, maar fysiek is een PUF meestal een relatief klein onderdeel van iets groters, zoals een SoC. "Het is misschien een stuiver waard op een chip die $ 30 waard is." Op de korte termijn zullen ReRAM PUF's zich in duurdere toepassingen bevinden, zei hij, maar uiteindelijk zou er een markt kunnen zijn om ze te gebruiken in chips voor creditcards. "Als dat gebeurt, duurt het tien jaar of langer voordat het op zijn plaats valt. Voor nu gaat het alleen om meer high-end chips waar ze een mooie beveiliging tussen chips moeten doen. "

Er zijn andere geheugentechnologieën die vergelijkbare beveiligingsfuncties kunnen bieden, voegde Handy eraan toe, zoals EEPROM. Er is tegenwoordig een EEPROM beschikbaar waarmee gevoelige gegevens zoals wachtwoorden, klonen van hashes, vingerafdrukgegevens en andere biometrische gegevens gemakkelijk kunnen worden versleuteld.

Microchip Technology's onlangs aangekondigde familie van I2C seriële EEPROM's, te beginnen met de 24CS512, bevat de legacy-functie om alleen de volledige geheugenarray via een externe pin te vergrendelen of ontgrendelen, maar verdeelt ook de geheugenarray in 8 verschillende zones en biedt de mogelijkheid om individueel schrijfbeveiliging elke combinatie van zones via software. Een kleiner deel van kritieke code, zoals fabriekskalibratie-instellingen, fabricagegegevens, MAC-adressen of andere identificerende informatie die is geprogrammeerd en vervolgens is ingesteld op alleen-lezen met een nieuwe functie voor vergrendelbare ID-pagina's, een geheugen van 128 bytes gescheiden van de hoofdarray.

Andere technologieën zijn onder meer IP van bedrijven zoals Spansion en Cypress, nu onderdeel van Infineon. Infineon's Semper Secure is een NOR Flash-optie die dient als hardware-root-of-trust, terwijl het ook diagnostiek en gegevenscorrectie uitvoert voor functionele veiligheid. Het biedt maximaal acht geheugenregio's die kunnen worden ingericht voor beveiligde of niet-beveiligde toegang, waarvan er één kan worden geconfigureerd met verschillende groottes, een eigen toegangsniveau en bijbehorende sleutels met meervoudige toegang.

PUF's hebben ook uitdagingen, merkte Handy op, inclusief stabiliteit, die afhankelijk kan zijn van temperatuur en voeding. "Het moet heel stabiel zijn, maar het moet van chip tot chip verschillen."

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Tijden.

---

Verwante inhoud:

• Basisprincipes van SRAM PUF en hoe het te implementeren voor IoT-beveiliging
• Een vergelijking van SRAM versus van kwantum afgeleide PUF's voor halfgeleiders
• MCU's gebruiken PUF-technologie om beveiligingslacunes in privésleutels op te vullen
• Opkomende geheugentechnologieën klaar om door te breken
• Edge AI daagt geheugentechnologie uit

Abonneer u voor meer Embedded op de wekelijkse e-mailnieuwsbrief van Embedded.