PUF

L'utilizzo di caratteristiche fisiche casuali intrinseche per identificare oggetti, sistemi e persone non è una novità. L'identificazione tramite impronte digitali è il meccanismo chiave per l'autenticazione umana.

Physically Unclonable Functions (PUF) mira a realizzare qualcosa di simile alla biometria per i circuiti integrati sfruttando le caratteristiche elettroniche intrinseche dei circuiti.

PUF realizza un'operazione funzionale, ovvero, quando viene fornito un certo input, o sfida, restituisce una data risposta. PUF non è una vera funzione nella vista matematica, poiché più possibili output corrispondono a un dato input.

Una challenge applicata e la risposta restituita sono generalmente chiamate coppia sfida-risposta o CRP (Challenge-Response Pair), e la relazione imposta tra sfide e risposte da un PUF specifico è chiamata comportamento CRP.

La risposta è considerata una variabile casuale, e la distribuzione delle sue risposte PUF deve essere nota. Il comportamento CRP è implicito nella costruzione PUF, mentre per altri è meno ovvio, e alcune impostazioni devono essere indicate esplicitamente.

Fasi di Utilizzo

Il PUF viene utilizzato in due fasi distinte:

• Fase di iscrizione: un certo numero di CRP viene raccolto da un dato PUF e archiviato in un database CRP.
• Fase di verifica: una challenge selezionata casualmente viene applicata al PUF e la risposta ottenuta viene confrontata con la risposta corrispondente nel database.

Distanze Intra e Inter

• Distanza Intra: Una risposta PUF intra-distanza è una variabile casuale che descrive la distanza tra due risposte dalla stessa istanza PUF quando si usa la stessa sfida. Esprime la nozione di rumore misurando la riproducibilità media di una risposta misurata rispetto a un'osservazione precedente della stessa risposta.
• Distanza Inter: Una risposta PUF interdistanza è una variabile casuale che descrive la distanza tra due risposte da diverse istanze PUF quando si usa la stessa sfida. Esprime la nozione di unicità misurando la distinguibilità media di due sistemi basati su PUF.

Se le risposte sono stringhe di bit, viene utilizzata la distanza di Hamming. La distanza intra dovrebbe essere estremamente piccola, mentre l'interdistanza dovrebbe avere una distanza di Hamming del 50%.

Definizione e Significato di PUF

In origine, PUF era l'acronimo di physical unclonable function (funzione fisica non clonabile), ma in seguito è stata utilizzata anche la variante physically unclonable function (funzione fisicamente non clonabile). Nonostante sia ancora utilizzata in modo immutabile, c'è una piccola differenza di significato.

1. Una funzione fisica non clonabile è 'una funzione fisica che non è clonabile';
2. Una funzione fisicamente non clonabile è 'una funzione che è fisicamente non clonabile'.

La seconda interpretazione è una descrizione più appropriata del concetto effettivo di PUF.

L'aggettivo unclonable è lo specificatore centrale nell'acronimo, che riflette la proprietà distintiva di un PUF. Tuttavia, il significato effettivo di unclonable non è chiaramente definito.