I. Nghiên cứu hiệu năng RO PUF
Luận án tập trung vào việc nâng cao hiệu năng của RO PUF (Ring Oscillator Physically Unclonable Function) trong lĩnh vực bảo mật phần cứng. RO PUF là một công nghệ quan trọng trong việc tạo ra các khóa bảo mật dựa trên đặc tính vật lý không thể sao chép của phần cứng. Nghiên cứu này đánh giá các tham số hiệu năng như tính ổn định, tính duy nhất và độ tin cậy của RO PUF. Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc tối ưu hóa hiệu năng của RO PUF trên các nền tảng FPGA.
1.1. Phân tích hiệu năng RO PUF
Phần này phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng của RO PUF, bao gồm biến thiên nhiệt độ, thăng giáng tức thời và các nhân tố biến thiên toàn cục. Các thí nghiệm được thực hiện trên các FPGA khác nhau như Spartan-6 và Spartan-3E, cho thấy sự ổn định của tần số dao động vòng (RO) trong các điều kiện môi trường khác nhau. Kết quả chỉ ra rằng RO PUF có khả năng chống lại các biến đổi môi trường, đảm bảo tính bảo mật cao.
1.2. Tối ưu hóa hiệu năng RO PUF
Nghiên cứu đề xuất các phương pháp tối ưu hóa hiệu năng của RO PUF thông qua việc điều chỉnh cấu trúc mạch và sử dụng các thuật toán xử lý tín hiệu. Các phương pháp như trung bình mẫu và loại bỏ phần thăng giáng được áp dụng để cải thiện tính ổn định của chuỗi bit đầu ra. Kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc giảm tỷ lệ lỗi và tăng độ tin cậy của RO PUF.
II. Ứng dụng RO PUF trong bảo mật phần cứng
Luận án khám phá các ứng dụng thực tế của RO PUF trong lĩnh vực bảo mật phần cứng, bao gồm định danh thiết bị, tạo khóa mã bảo mật và bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ (IP). RO PUF được sử dụng để tạo ra các ID duy nhất cho thiết bị, đảm bảo tính xác thực và chống giả mạo. Nghiên cứu cũng đề xuất các phương pháp sử dụng RO PUF trong việc tạo số ngẫu nhiên và bảo vệ dữ liệu nhạy cảm.
2.1. Định danh và xác thực thiết bị
Phần này trình bày phương pháp sử dụng RO PUF để định danh và xác thực thiết bị. Các thí nghiệm được thực hiện trên các FPGA cho thấy khả năng tạo ra các ID duy nhất và ổn định. Phương pháp sử dụng khoảng cách Euclid để đánh giá tính duy nhất của ID được đề xuất, mang lại kết quả chính xác và đáng tin cậy.
2.2. Tạo khóa mã bảo mật
Nghiên cứu đề xuất việc sử dụng RO PUF để tạo các khóa mã bảo mật dựa trên đặc tính vật lý của phần cứng. Các khóa này được tạo ra từ chuỗi bit ổn định của RO PUF, đảm bảo tính bảo mật cao và khó bị tấn công. Kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu quả của phương pháp này trong việc bảo vệ dữ liệu nhạy cảm.
III. Phân tích bảo mật và đánh giá hiệu quả
Luận án đưa ra các phân tích chi tiết về hiệu quả bảo mật của RO PUF trong các tình huống thực tế. Các phương pháp đánh giá bao gồm phân tích tỷ lệ lỗi, tính ổn định và khả năng chống lại các tấn công mô hình. Kết quả cho thấy RO PUF có khả năng chống lại các tấn công kênh bên và tấn công dựa trên mô hình, đảm bảo tính bảo mật cao.
3.1. Đánh giá khả năng chống tấn công
Phần này phân tích khả năng chống lại các tấn công kênh bên và tấn công dựa trên mô hình của RO PUF. Các thí nghiệm được thực hiện để đánh giá tính bảo mật của RO PUF trong các tình huống thực tế. Kết quả cho thấy RO PUF có khả năng chống lại các tấn công phức tạp, đảm bảo tính bảo mật cao.
3.2. Phân tích hiệu quả thực tế
Nghiên cứu đánh giá hiệu quả thực tế của RO PUF trong các ứng dụng bảo mật phần cứng. Các kết quả thực nghiệm cho thấy sự cải thiện đáng kể trong việc bảo vệ dữ liệu và đảm bảo tính xác thực của thiết bị. RO PUF được xem là một giải pháp hiệu quả trong việc nâng cao hiệu năng bảo mật của các hệ thống phần cứng.
