PUF技術をReRAMにもたらすCrossBar

同社は、ReRAMベースの暗号化物理アンクローン機能（PUF）キーの形式で、ハードウェアセキュリティアプリケーションで使用するためのテクノロジを適用します。

CrossBar Inc.は、抵抗変化型RAM（ReRAM）を使用してセキュリティに目を向けています。

同社は、安全なコンピューティングアプリケーションで生成できるReRAMベースの暗号化物理アンクローン機能（PUF）キーの形式で、ハードウェアセキュリティアプリケーションで使用するためのテクノロジを適用します。これは、不揮発性半導体メモリとしての通常の使用からの逸脱であると、CEOのMarkDavisはEETimesとの電話インタビューで述べ、CrossBarのテクノロジーの新しい市場を開拓しました。

PUFは、特定の入力と条件に対して、別名「チャレンジ」として知られる物理オブジェクトであり、物理的に定義された「デジタルフィンガープリント」出力を提供します。これは、ほとんどの場合、マイクロプロセッサなどの半導体デバイスの一意の識別子として機能します。 PUFキーは新しいものではありませんが、オンラインバンキングとモノのインターネット（IoT）の出現により、銀行カードや決済端末などの専用電子デバイスのデジタルセキュリティを超えた機会が生まれました。暗号化またはデジタル署名の必要性が高まっているということは、ASIC、マイクロコントローラー、およびSoCの数が増えてハードウェア暗号化アクセラレーターまたはソフトウェア暗号化ライブラリーが組み込まれていることを意味します。

CrossBar ReRAM PUFキーは、それぞれが単一のPUFビットを表す単一のReRAMセルまたはデュアルReRAMセルのいずれかを使用して実装できます。 （提供：CrossBar）

従来、PUFキーはSRAMを採用していましたが、比較すると、ReRAMには、より高いレベルのランダム性やはるかに低いビットエラーレートなど、多くの利点があります。また、侵襲的な攻撃に対する耐性が高く、ファジーエクストラクタ、ヘルパーデータ、または大量のエラー訂正コードを必要とせずに、さまざまな環境変動を処理できます。全体として、SRAMよりも費用効果が高いと彼は言いました。 「私たちのアプローチでは、エラーはほとんど発生しません。」

デイビス氏によると、PUF実装の制限に対処することに加えて、ReRAM PUFは、高度なセキュリティと組み込み不揮発性メモリ（NVM）の両方を必要とする半導体アプリケーション、特に組み込みNVMが容易ではない28nm未満のファウンドリノードにも理想的です。利用可能です。

特定の実装に応じて、これらのPUFキーは、それぞれが単一のPUFビットを表す単一のReRAMセルまたはデュアルReRAMセルのいずれかを使用して実装できます。 ReRAM PUFビットが検出されると、各半導体の各PUFビットに対してランダムに「1」または「0」のいずれかとして観察されます。 IoTチップが256個のReRAMPUFビットを製造した場合、製造された個々の部品には、その特定の半導体チップに固有の256ビットのキーが含まれます。

デイビスは、今日、接続された自律型デバイスが非常に多いことを考えると、ReRAMPUFキーの強力な市場があると考えています。 「攻撃対象領域は非常に大きく、ハードウェアセキュリティは物事を行うための最も堅牢な方法です。」 ReRAMは、識別、暗号化/復号化、および認証に使用され、ReRAMテクノロジに固有のランダム性の特性を活用して、それぞれが個々の半導体集積回路（IC）に固有であると同氏は述べています。 「ランダム性に関する業界標準のテストを満たす完全にランダムなキーを用意することが重要です。」もう1つの重要な特徴は、PUFがクローンできないことです。

ハッカーが複雑なシステムにアクセスするために必要な脆弱性は1つだけであるため、ハードウェアに組み込まれているメモリ固有のセキュリティに対する需要が高まっています。デバイスのセキュリティの必要性を推進しているのはIoTだけでなく、セキュリティが信頼性と機能安全に貢献しているコネクテッドカーでもあります。

InfineonのSemperSecure NORフラッシュは、ハードウェアの信頼のルートとして機能すると同時に、機能安全のための診断とデータ修正も実行します。 （提供：インフィニオン）

この傾向にもかかわらず、PUF市場は巨大な市場になることはありません。 ObjectiveAnalysisの主任アナリストであるJimHandyは、CrossBarにいくらかのお金を稼ぐと述べましたが、物理的には、PUFは通常、SoCなどのより大きなものの比較的小さな要素です。 「30ドルの価値があるチップ上のニッケルの価値があるかもしれません。」近い将来、ReRAM PUFはハイエンドのアプリケーションに使用されるようになると同氏は述べたが、最終的にはクレジットカード用のチップに使用する市場が生まれる可能性がある。 「それが起こった場合、それが実現するまでには10年以上かかるでしょう。今のところ、チップ間で高度なセキュリティを実行する必要がある、よりハイエンドのチップに移行する予定です。」

同様のセキュリティ機能を提供できる可能性のある他のメモリ技術があり、EEPROMなどのHandyが追加しました。現在、パスワード、クローンハッシュ、指紋データ、その他の生体認証データなどの機密データを簡単に暗号化できるEEPROMが利用可能です。

Microchip Technologyが最近発表した24CS512以降のI2CシリアルEEPROMファミリには、外部ピンを介してメモリアレイ全体のロックまたはロック解除のみを許可するというレガシー機能が含まれていますが、メモリアレイを8つの異なるゾーンに分割し、個別に機能を提供します。ソフトウェアを介してゾーンの任意の組み合わせを書き込み保護します。工場出荷時のキャリブレーション設定、製造データ、MACアドレス、その他の識別情報などの重要なコードの小さなセクションがプログラムされ、メインアレイとは別の128バイトのメモリスペースである新しいロック可能なIDページ機能で読み取り専用に設定されます。

その他のテクノロジーには、現在インフィニオンの一部であるSpansionやCypressなどの企業のIPが含まれます。インフィニオンのSemperSecureは、ハードウェアの信頼のルートとして機能すると同時に、機能安全のための診断とデータ修正を実行するNORフラッシュオプションです。保護されたアクセスまたは保護されていないアクセス用にプロビジョニングできる最大8つのメモリ領域を提供します。1つは異なるサイズ、独自のアクセスレベル、および複数のアクセスに関連付けられたキーを持つように構成できます。

PUFにも課題があり、温度や電源に依存する可能性のある安定性など、Handy氏は述べています。 「非常に安定している必要がありますが、チップごとに異なる必要があります。」

>>この記事は、もともと姉妹サイトEEで公開されました。タイムズ。

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