Projects. RTN-ENGINE

Exploring ‘Random Telegraph Noise’ and its exploitation for aging resistant hardware security

En una sociedad y economía cada vez más digitalizadas, la seguridad es uno de los mayores problemas, especialmente cuando los recursos son limitados (como en dispositivos ‘wearables’, donde hay restricciones severas en área y energía). Responder a este problema con criptografía convencional no es una alternativa viable. Por ello, han aparecido soluciones criptográficas ligeras o ‘lightweight’, es decir, adaptadas a recursos limitados. Entre éstas se encuentran las ‘Physical Unclonable Functions’ (PUFs), que explotan la variabilidad intrínseca de la fabricación CMOS (variabilidad a tiempo cero, ‘time-zero variability’ o TZV) para tener circuitos con comportamientos únicos e impredecibles, propiedades esenciales en sistemas criptográficos seguros. Estos circuitos suelen ser de bajo coste, en área y consumo de energía, e incluso pueden implementarse con circuitería ya usada para otros propósitos. Sin embargo, efectos como el ‘Random Telegraph Noise’ (RTN) o el envejecimiento (‘aging’), que introducen una variabilidad dependiente del tiempo (‘time-dependent variability’ o TDV), pueden comprometer la fiabilidad del PUF, y, así, la seguridad de datos y comunicaciones. Pero si, por tanto, la TDV supone un fenómeno a paliar, en este proyecto se explorará la idea contraria: cómo explotar el RTN sabiendo que éste, al igual que la TZV, dota de comportamiento único e impredecible al circuito. Así, el proyecto RTN-ENGINE estudiará métodos, técnicas y circuitos para explotar el RTN para seguridad, tanto en generación de identidad intrínseca, como en generación de números aleatorios. Se abordará también cómo mitigar el efecto del ‘aging’ de los circuitos en estas nuevas implementaciones. Como pilares del proyecto, se desarrollarán un modelo preciso de los efectos TDV y unas técnicas de simulación eficientes que usen dicho modelo. Estos pilares permitirán abordar de forma convincente el objetivo de explotar el RTN para primitivas de seguridad hardware más robustas y eficientes.

Principal Investigator


Elisenda Roca Moreno  >

Project Details


  • Type: Research project
  • Funding Body: Junta de Andalucía
  • Reference: P20_00740
  • Start date: 05/10/2021
  • End date: 31/12/2022
  • Funding: 23.700,00 €

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