大数跨境

Nature Electronics-基于碳纳米管阵列的双物理不可克隆功能

Nature Electronics-基于碳纳米管阵列的双物理不可克隆功能 两江科技评论
2022-07-08
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导读:量子密钥

物理不可克隆函数Physically unclonable functions,PUF,是利用物理实体的随机缺陷,生成密码原语的一种很有前景的量子信息技术。然而,物理不可克隆函数PUF内部密钥,仍然是易受攻击的,因为其必须写入非易失性存储器,并在安全通信之前与不持有物理不可克隆函数PUF的参与者共享。

近日,北京大学 物理电子学研究所 彭练矛,张志勇团队Donglai Zhong,Jingxia Liu等,在Nature Electronics上发文,展示了可以在对齐的碳纳米管阵列上,一起制造相同的物理不可克隆函数PUF对(双PUF),并用于安全通信,而无需密钥预提取和存储。
垂直于碳纳米管生长方向制造两排场效应晶体管,随机产生三种类型的晶体管沟道,基于金属纳米管、半导体纳米管和无纳米管,可用于提取用作共享密钥的三进制位。双物理不可克隆函数PUF,表现出高均匀性、独特性、随机性和可靠性,以及约95%一致性。
研究表明,通过容错设计,分离双物理不可克隆函数PUF,可以提供误码率为万亿分之一的安全通信。

Twin physically unclonable functions based on aligned carbon nanotube arrays

基于对齐碳纳米管阵列的双物理不可克隆函数。

图1:基于对齐碳纳米管carbon nanotubes,CNT阵列的双物理不可克隆函数Physically unclonable functions,PUF及其在安全通信中的应用。


图2:碳纳米管CNT双物理不可克隆函数PUF,及其物理不可克隆函数PUF生成的三进制位的结构和性能。


图3:碳纳米管CNT-物理不可克隆函数PUF生成的密钥特性。


图4 碳纳米管CNT双物理不可克隆函数PUF的一致性及其在保密通信中的应用。


文献链接:https://www.nature.com/articles/s41928-022-00787-x
DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-022-00787-x
本文译自Nature。

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