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基于人工神经网络特征向量提取的FF-APUF攻击方法
引用本文:马雪娇,李刚.基于人工神经网络特征向量提取的FF-APUF攻击方法[J].电子与信息学报,2022,43(9):2498-2507.
作者姓名:马雪娇  李刚
作者单位:温州理工学院数据科学与人工智能学院 温州 325035;温州大学电气与电子工程学院 温州 325035
摘    要:为评估物理不可克隆函数(PUF)的安全性,需针对不同的PUF结构设计相应的攻击方法.该文通过对强PUF电路结构和工作机理的研究,利用人工神经网络(ANN)提出一种针对触发器-仲裁器物理不可克隆函数(FF-APUF)的有效攻击方法.首先,根据FF-APUF电路结构,利用多维数组构建电路延时模型;然后,对FF-APUF的二进制激励进行邻位划分,将划分后的激励转换为十进制并表示为行向量,实现特征向量提取;最后,基于提取的特征向量利用ANN构建攻击模型并通过后向传播算法获得最优参数.实验结果表明,相同条件下攻击预测率均高于其他3种常用的机器学习方法,尤其当激励响应对(CRP)数量较少、激励位数较多时,优势更加明显.当激励位数为128、CRP个数为100和500时,平均攻击预测率分别提高36.0%和16.1%.此外,该方法具有良好的鲁棒性和可扩展性,不同噪声系数下攻击预测率与可靠性相差最大仅0.32%.

关 键 词:物理不可克隆函数  触发器-仲裁器物理不可克隆函数  人工神经网络  特征向量提取

ANN Feature Vector Extraction Based Attack Method for Flip-Flop Based Arbiter Physical Unclonable Function
MA Xuejiao,LI Gang.ANN Feature Vector Extraction Based Attack Method for Flip-Flop Based Arbiter Physical Unclonable Function[J].Journal of Electronics & Information Technology,2022,43(9):2498-2507.
Authors:MA Xuejiao  LI Gang
Abstract:
Keywords:
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