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Protegiendo comunicaciones privadas en sistemas ciberfísicos a través de funciones físicas no clonables

Autores: Pérez-Jiménez, Marina; Sánchez, Borja Bordel; Migliorini, Andrea; Alcarria, Ramón

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

Protegiendo comunicaciones privadas en sistemas ciberfísicos a través de funciones físicas no clonables


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Sistemas ciberfísicos
Cifrado
Funciones físicas no clonables
Esquemas de cifrado ligeros
Materiales magnéticos
Efecto de sesgo de intercambio

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los sistemas ciberfísicos (CPS) se proyectan para cambiar toda la sociedad. Los nuevos sistemas diseñados que unen soluciones físicas y digitales se están empleando en la industria, la educación, etc. Estos nuevos sistemas están interconectados por defecto, y la información privada se comparte entre los diferentes componentes relacionados con usuarios, infraestructuras críticas u operaciones comerciales. En este contexto, es esencial cifrar esas conexiones de comunicación para proteger dicha información. Sin embargo, incluso los esquemas más complicados basados en soluciones híbridas (asimétricas y simétricas) finalmente requieren dispositivos físicos para almacenar una clave secreta. Este enfoque es criptográficamente débil, ya que cualquier persona con acceso físico al dispositivo podría obtener esa clave. Por lo tanto, en este documento proponemos el uso de funciones físicamente únicas (PUF) para generar claves secretas para esquemas de cifrado ligero. Mediante PUF, cualquier intento de capturar la clave está cambiando la secuencia secreta original, y ni siquiera los fabricantes pueden construir dos PUF idénticas. El generador de claves propuesto se basa en materiales magnéticos y generadores de números pseudoaleatorios ligeros para cumplir con los requisitos de bajo costo y tamaño reducido de CPS. En particular, se emplean materiales con un efecto de intercambio de sesgo activado, junto con simples bobinas de cobre. El proceso de cifrado puede basarse en una simple compuerta XOR debido a la robustez del generador de claves propuesto. Con el fin de evaluar el rendimiento de la tecnología propuesta, también se proporciona una validación experimental basada en escenarios de simulación.

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