一种低成本物理不可克隆函数结构的设计实现及其RFID应用

物理不可克隆函数（PUF：Physical Unclonable Function）是一种新型的加密组件,具有防伪、不可克隆及不可预测等特性。本文提出了一种新型的低成本PUF,与传统PUF相比更适用于无线射频识别（Radio Frequency Iden-tification,RFID）系统。该PUF结构主要由上电密钥生成器和混合函数两部分构成。上电密钥生成器由比特生成器阵列构成,混合函数则由低成本流加密算法构成,其作用是隐藏密钥生成器,以提高安全性。此外,本文还提出了择多模块和多寻认证协议来改善PUF响应及其在RFID系统中的稳定性。实验表明,该PUF的硬件成本低并且具有很好的稳定性,非常适用于RFID系统等资源受限的应用场合。     

ZUC-256流密码轻量级硬件设计与实现

ZUC-256是由中国开发的一种应对于5G通信和量子计算机的流密码,该算法主要包含ZUC-256流密码和一种基于该流密码的完整性算法（EIA3）。本文设计了2种不同的ZUC-256流密码轻量级电路结构,以及1种基于ZUC-256流密码的EIA3算法结构。基于FPGA对设计的电路结构和算法结构进行实现,并进行了性能对比。对比结果表明：本文设计的2种电路结构最高达到了6.72 Gb/s的吞吐率,相较于现有的ZUC-256电路设计在速度上提高了45.24%;本文设计的2种电路相较于之前的ZUC-128占用资源更少,在面积上分别减少38.48%和30.90%;本文设计的EIA3算法结构仅用0.71 μs即可对128位的数据进行加密。     

浸麦过程中添加金属离子对麦芽内源抗氧化活力的影响

以大麦为实验材料,通过在浸麦阶段添加不同量(0、20、40、60、80、100mg/kg)金属离子(K+、Mg2+、Zn2+、Ca2+和Cu2+),测定所制得成品麦芽的相关氧化还原酶(SOD、CAT、POD和PPO)活力、总酚含量、DPPH自由基清除率、还原力和TBARs值,以考察浸麦过程中添加的金属离子对麦芽内源性氧化还原酶与抗氧化活力的影响。结果表明:不同添加量的各金属离子对麦芽氧化还原酶类的影响不尽相同;适宜添加量的上述金属离子均有效增强了麦芽的总酚含量、DPPH自由基清除能力和还原力,降低了麦芽的TBARs值。     

谁来保胃？——求放心，样样自己来？

网上流传过这样一个段子：日本核辐射事件发生后,中国人民表示毫无压力。因为吃着苏丹红、毒奶粉、地沟油、瘦肉精长大的中国人民早已百毒不侵,区区辐射无足挂齿。看似无厘头调侃的背后,折射出的却是国人对于我国食品安全现状的强烈不安与不满。     

基于MLWE的格密码高效硬件实现

后量子密码的发展已经引起各界的广泛关注,硬件实现效率是后量子密码最终标准的重要衡量指标之一。其中基于模误差学习问题(Module Learning With Errors,MLWE)的CRYSTALS-Kyber格密码是NIST第三轮后量子密码标准中最有希望的一种加密方案,可变的公钥矩阵维度参数k将基于MLWE的公钥加密方案的安全性扩展到不同级别,相较于其他格密码方案更具灵活性和安全性。本文首先分析了基于NIST第三轮最新参数q=3329的MLWE的格密码公钥加密方案的算法理论,并针对其中的核心模块—多项式乘法模块提出了两种不同的硬件实现方式。两种多项式乘法硬件实现方式都是采用基于频率抽取的数论变换(Number Theoretic Transform,NTT)算法,使用NTT算法实现多项式乘法降低了传统算法实现的线性复杂度,在硬件结构上能够面对不同应用场景进行优化,因此本文针对NTT算法中循环计算的核心模块提出了两种不同的优化硬件结构。一是面积和执行时间折中的迭代型NTT硬件结构,二是高性能低时延的多路延时转接(Multi-path Delay Commutator)的流水型NTT硬件结构;并且针对于面积时间均衡的迭代型NTT模块设计了一种整体MLWE硬件实现结构。与已有的先进设计相比,本文的流水型NTT结构具备更好的速度性能,在速度上相较于之前的设计分别提升11.64%和59.43%。而对于使用迭代型NTT的MLWE整体实现方案,本文的设计使用了最少的周期和最小的面积时间乘积(Area-Time-Product,ATP),其效率比最新发表的工作的硬件效率实现高2倍左右。     

基于亚阈值电流阵列的低成本物理不可克隆电路设计

物理不可克隆函数(PUF)能够提取出集成电路在加工过程中的工艺误差并将其转化为安全认证的密钥。由于常用于资源及功耗都受限的场合,实用化的PUF电路需要极高的硬件利用效率及较强的抗攻击性能。该文提出一种基于亚阈值电流阵列放电方案的低成本PUF电路设计方案。亚阈值电流阵列的电流具有极高的非线性特点,通过引入栅控开关和交叉耦合的结构,能够显著提升PUF电路的唯一性和稳定性。此外,通过引入亚阈值电流的设计可以极大地提高PUF的安全性,降低传统攻击手段的建模攻击。为了提升芯片的资源利用率,通过详细紧凑的版图设计和优化,该文提出的PUF单元面积仅为377.4 μm2,使得其特别适合物联网等低功耗低成本应用场景。仿真结果表明,该文所提亚阈值电路放电阵列PUF具有良好的唯一性和稳定性,无需校准电路的标准温度电压下唯一性为48.85%;在温度范围–20～80°C,电压变动范围为0.9～1.3V情况下,其可靠性达到了99.47%。     

求放心,样样自己来?

这是在网上广为流传的"中国白领一天"的段子,别以为是说笑话,这里面的每一项都曾经被媒体曝光在我们的生活里真实存在过:"早上醒来,先用二甘醇超标的田七牙膏刷牙,再用发臭的蓝藻水洗脸,给儿子冲一瓶碘超标的奶粉,自己喝杯黑作坊的豆浆,吃几个硫磺熏白了的馒头,就点儿废旧油漆桶里腌