如何结合两种不同的技术来创建一个独特而廉价的安全解决方案。
电阻式RAM和物理不可克隆函数(puf)由于完全不同的原因而受到关注，但当它们结合在一起时，就创造了一种极其安全和廉价的存储身份验证密钥的方式。
随着安全担忧从纯粹的软件转向硬件和软件的结合，芯片制造商和系统公司一直在努力研究如何防止黑客控制联网系统。这在汽车、医疗、工业和航空航天等应用程序中尤其重要，因为恶意软件可能导致伤害或死亡，黑客可能会要求巨额资金来解锁系统。但这在物联网世界中也很重要，在物联网世界中，设备与其他设备相连。
只要有足够的时间和资源，所有系统都可以被黑客入侵，而且安全性需要在整个系统和系统之间分层。但是验证密钥仍然需要存储在某个地方，而且这个地方需要特别安全。这就是ReRAM puf适合的地方。
对一个丝状ReRAM单元进行编程本质上是随机的。施加电压在电介质的顶部和底部电极之间创建一个渗透路径(灯丝)，允许电流流动或不流动(开/关)。但该路径所遵循的确切路径取决于杂质和缺陷的位置，以及BEOL过程中的热和其他随机变化。
由于这个原因，没有两个ReRAM单元的行为完全相同，当涉及到安全性时，这是很重要的。如果两个相邻的电池同时接收到相同的电压，其中一个电池会先切换。在设计加密密钥时，ReRAM对数组可能定义一个随机数的位。但当这些被重置为零，然后施加相同的电压，新的模式将是不同的。因此，一组丝状ReRAM对定义了PUF，这是一种对应用信号给出本质随机响应的设备。随着传感器和其他连接设备的激增，puf已成为关键的安全元素。
ReRAM puf可以保护连接设备的网络免受“冒名冒充者”的攻击，防止流氓设备访问网络服务，并确保只有经过授权的设备才能将数据发送到中央服务器。例如，连接的恒温器或摄像头可能使用PUF来识别自身来自授权制造商。传感器可能使用PUF密钥来验证其数据的真实性。
图1:微小的ReRAM PUF单元，在分层和检查时，不能访问或更改数据，防止了不必要的攻击。来源:横梁
虽然已经提出了许多不同的PUF设计，但它们都依赖于某种形式的固有随机性——介电击穿失效的模式、SRAM晶体管阈值电压的差异、ReRAM编程电压等等。密钥生成和存储使用标准半导体沉积和蚀刻工艺直接在现场进行。因此，puf原则上比依赖于集中式密钥存储的安全协议更安全，成本更低。
小心比特错误
PUF机制可以指向适当的应用程序。例如，如果内存基于某种形式的灾难性故障(如电介质击穿)而工作，则该单元将不可重写，并且可以通过物理分析设备来提取密钥。CrossBar的营销和销售副总裁Ashish Pancholy解释说，SRAM设备有几个百分点的误差率。在缓存内存中，这样的错误是可以接受的，但是它们可能导致puf的身份验证失败。因此，SRAM PUF通常包含一个“辅助”电路来纠正比特错误，但PUF本身的任何外部数据都会产生潜在的安全漏洞。
一些puf依赖于现象，如缺陷，这些现象可能系统地变化。在其他情况下，存储的值可以通过破坏性分析读取，例如使用来自设备背面的光子发射。
CrossBar声称，其丝状ReRAM puf对此类攻击具有很强的抵抗力。ReRAM电池位于金属层之间，具有非常小的横截面积。即使在硅层剥离之后，也很难定位实际的电池，更不用说通过磁、成像或其他技术来读取它了。事实上，MicroNet Solutions公司报告说，他们无法使用聚焦离子束成像、光子发射分析或任何其他方法来确定CrossBar ReRAM阵列的内容。
结论
许多网络设备使用在不安全或最低安全的位置。因此，即使攻击者拥有对设备的完全物理访问权，也必须保护安全密钥。使用ReRAM设备的优点是，它们可以将安全的非易失性内存和加密密钥组合在单个设备中，从而简化了系统集成。
有关的故事
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
所以电荷检测不如电阻检测安全?
电荷的移动在设备外部更容易检测到，例如通过背面光子发射。在这些设备中，用于电阻测量/检测的电流非常小，因此很难从外部观察到。