CrossBar para trazer a tecnologia PUF para ReRAM

A empresa aplicará sua tecnologia para uso em aplicativos de segurança de hardware no forma de chaves criptográficas de função física não clonável (PUF) baseadas em ReRAM.
A CrossBar Inc. está de olho na segurança com sua RAM resistiva (ReRAM).

A empresa aplicará sua tecnologia para uso em aplicativos de segurança de hardware na forma de chaves criptográficas de função física não clonável (PUF) baseadas em ReRAM que podem ser geradas em aplicativos de computação seguros. Este é um afastamento de seu uso usual como memória semicondutora não volátil, disse o CEO Mark Davis em uma entrevista por telefone ao EE Times, e abre novos mercados para a tecnologia CrossBar.

Um PUF é um objeto físico que, para uma determinada entrada e condições, também conhecido como um “desafio”, fornece uma saída de “impressão digital” fisicamente definida que atua como um identificador único, na maioria das vezes para um dispositivo semicondutor, como um microprocessador. As chaves PUF não são novas, mas o banco online e o surgimento da Internet das coisas (IoT) criaram oportunidades além da segurança digital para dispositivos eletrônicos dedicados, como cartões bancários ou terminais de pagamento. O aumento da necessidade de criptografia ou assinatura digital significa que um número crescente de ASICs, microcontroladores e SoCs estão incorporando aceleradores criptográficos de hardware ou bibliotecas criptográficas de software.

As chaves CrossBar ReRAM PUF podem ser implementadas usando uma única célula ReRAM ou uma célula ReRAM dupla, cada uma representando um único bit PUF. (Cortesia:CrossBar)

Tradicionalmente, as chaves PUF empregam SRAM, mas em comparação, ReRAM oferece muitas vantagens, incluindo um nível mais alto de aleatoriedade e uma taxa de erro de bit muito menor, disse Davis. Também é mais resistente a ataques invasivos e pode lidar com uma ampla gama de variações ambientais sem a necessidade de extratores difusos, dados auxiliares ou código de correção de erro pesado. No geral, ele disse, é mais econômico do que SRAM, disse ele. “Com nossa abordagem, é muito livre de erros.”

Além de abordar as limitações das implementações de PUF, disse Davis, um ReRAM PUF também é ideal para aplicações de semicondutores que requerem alta segurança e memória não volátil (NVM) incorporada, especialmente para nós de fundição menores que 28 nm, onde NVM incorporada não está prontamente acessível.

Dependendo da implementação específica, essas chaves PUF podem ser implementadas usando uma única célula ReRAM ou uma célula ReRAM dupla, cada uma representando um único bit PUF. Quando o bit ReRAM PUF é detectado, é observado aleatoriamente um "1" ou "0" para cada bit PUF em cada semicondutor. Se um chip IoT fabricou 256 bits ReRAM PUF, cada peça individual fabricada conterá uma chave de 256 bits, exclusiva para aquele chip semicondutor específico.

Davis vê que existe um mercado forte para chaves ReRAM PUF, uma vez que hoje existem tantos dispositivos autônomos conectados. “A superfície de ataque é muito maior e a segurança do hardware é a maneira mais robusta de fazer as coisas.” O ReRAM será usado para identificação, criptografia / descriptografia e autenticação, e cada um é único para cada circuito integrado de semicondutor (IC) individual, aproveitando as características de aleatoriedade inerentes da tecnologia ReRAM, disse ele. “É importante ter chaves completamente aleatórias que atendam aos testes padrão da indústria para aleatoriedade.” A outra característica crítica é que o PUF não é clonável.

Houve um aumento na demanda por segurança específica da memória incorporada ao hardware porque os hackers precisam apenas de uma única vulnerabilidade para acessar um sistema complexo. Não é apenas a IoT que está gerando a necessidade de segurança do dispositivo, mas também de veículos conectados, onde a segurança contribui para a confiabilidade e a segurança funcional.

O flash Semper Secure NOR da Infineon serve como uma raiz de confiança do hardware, ao mesmo tempo que realiza diagnósticos e correção de dados para segurança funcional. (Cortesia:Infineon)

Apesar dessa tendência, o mercado de PUF não será enorme. Jim Handy, principal analista da Objective Analysis, disse que isso renderá algum dinheiro à CrossBar, mas fisicamente um PUF é geralmente um elemento relativamente pequeno de algo maior, como um SoC. “Pode valer um níquel em um chip que vale $ 30.” No curto prazo, os PUFs da ReRAM se encontrarão em aplicações de ponta, disse ele, mas eventualmente poderá haver um mercado para usá-los em chips para cartões de crédito. “Isso vai levar uma década ou mais para se encaixar se isso acontecer. Por enquanto, ele vai apenas para chips mais sofisticados, onde há a necessidade de fazer uma segurança sofisticada entre os chips. ”

Existem outras tecnologias de memória por aí que podem oferecer recursos de segurança semelhantes, Handy acrescentou, como EEPROM. Existe EEPROM disponível hoje que pode facilmente criptografar dados confidenciais, como senhas, hashes de clonagem, dados de impressão digital e outros dados biométricos.

A família recentemente anunciada de I2C Serial EEPROMs da Microchip Technology, começando com o 24CS512, inclui o recurso legado de apenas permitir o bloqueio ou desbloqueio de toda a matriz de memória por meio de um pino externo, mas também divide a matriz de memória em 8 zonas diferentes e fornece a capacidade de individualmente proteção contra gravação de qualquer combinação de zonas via software. Uma seção menor de código crítico, como configurações de calibração de fábrica, dados de fabricação, endereços MAC ou outras informações de identificação programadas e, em seguida, definidas para somente leitura com um novo recurso de página de ID com bloqueio, um espaço de memória de 128 bytes separado da matriz principal.

Outras tecnologias incluem IP de empresas como Spansion e Cypress, agora parte da Infineon. O Semper Secure da Infineon é uma opção de Flash NOR que serve como uma raiz de confiança do hardware, ao mesmo tempo que realiza diagnósticos e correção de dados para segurança funcional. Ele fornece até oito regiões de memória que podem ser provisionadas para acesso seguro ou não seguro, com uma configurável para ter tamanhos diferentes, seu próprio nível de acesso e chaves associadas com acesso múltiplo.

Os PUFs também têm desafios, observou Handy, incluindo estabilidade, que pode depender da temperatura e da fonte de alimentação. “Tem que ser muito estável, mas tem que ser diferente de chip para chip.”

>> Este artigo foi publicado originalmente em nosso site irmão, EE Vezes.

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