Physical unclonable function - Versionsgeschichte

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	Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.		Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.

	== Siehe auch ==
	* [[:en:Types of physical unclonable function\|Types of physical unclonable functions]] (derzeit nur in der englischen Wikipedia verfügbar)

	== Literatur ==		== Literatur ==

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	== Literatur ==		== Literatur ==

	* {{Literatur \|Titel=Chip-Fingerabdruck \|Autor=~~Dr.~~ André Schaller \|Verlag=Heise-Verlag \|Ort=Hannover \|Datum=2018 \|Sprache=de \|ISSN=0724-8679 \|Nummer=26/2018 \|Sammelwerk=c’t \|Seiten=158-162}}		* {{Literatur \|Titel=Chip-Fingerabdruck \|Autor=André Schaller \|Verlag=Heise-Verlag \|Ort=Hannover \|Datum=2018 \|Sprache=de \|ISSN=0724-8679 \|Nummer=26/2018 \|Sammelwerk=c’t \|Seiten=158-162}}
	* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Ort=Cham (CH) \|Auflage=1 \|Datum=2019 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=Mitte 2018 veröffentlicht, Erscheinungsjahr laut Imprint 2019}}		* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Ort=Cham (CH) \|Auflage=1 \|Datum=2019 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=Mitte 2018 veröffentlicht, Erscheinungsjahr laut Imprint 2019}}
	* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|Ort=Cham (CH) \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs \|Sprache=en }}		* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|Ort=Cham (CH) \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs \|Sprache=en }}
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	== Weblinks ==		== Weblinks ==

	* {{Internetquelle \|url=http://users.sec.t-labs.tu-berlin.de/~nedos/host2013.pdf \|autor=Clemens Helfmeier, Christian Boit, Dmitry Nedospasov, Jean-Pierre Seifert \|titel=Cloning Physically Unclonable Functions \|hrsg=Technische Universität Berlin \|seiten=6 \|format=PDF \|sprache=EN \|~~zugriff~~=2018-06-24}}		* {{Internetquelle \|url=http://users.sec.t-labs.tu-berlin.de/~nedos/host2013.pdf \|autor=Clemens Helfmeier, Christian Boit, Dmitry Nedospasov, Jean-Pierre Seifert \|titel=Cloning Physically Unclonable Functions \|hrsg=Technische Universität Berlin \|seiten=6 \|format=PDF \|sprache=EN \|abruf=2018-06-24}}
	* {{Internetquelle \|url=https://arxiv.org/abs/1204.0987 \|autor=Rainer Plaga, Frank Koob \|titel=A formal definition and a new security mechanism of physical unclonable functions \|hrsg=Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik \|seiten=15 \|archiv-datum=2012-04-04 \|format=PDF \|sprache=EN \|kommentar=arXiv:1204.0987v1 \|~~zugriff~~=2018-06-24}}		* {{Internetquelle \|url=https://arxiv.org/abs/1204.0987 \|autor=Rainer Plaga, Frank Koob \|titel=A formal definition and a new security mechanism of physical unclonable functions \|hrsg=Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik \|seiten=15 \|archiv-datum=2012-04-04 \|format=PDF \|sprache=EN \|kommentar=arXiv:1204.0987v1 \|abruf=2018-06-24}}
	* {{Internetquelle \|url=http://www.ieee-security.org/TC/SPW2012/proceedings/4740a001.pdf \|autor=Rishab Nithyanand, John Solis \|titel=A Theoretical Analysis: Physical Unclonable Functions and The Software Protection Problem \|hrsg=IEEE CS Security and Privacy Workshops \|seiten=11 \|format=PDF \|sprache=EN \|~~zugriff~~=2018-06-24}}		* {{Internetquelle \|url=http://www.ieee-security.org/TC/SPW2012/proceedings/4740a001.pdf \|autor=Rishab Nithyanand, John Solis \|titel=A Theoretical Analysis: Physical Unclonable Functions and The Software Protection Problem \|hrsg=IEEE CS Security and Privacy Workshops \|seiten=11 \|format=PDF \|sprache=EN \|abruf=2018-06-24}}

	== Einzelnachweise ==		== Einzelnachweise ==

Aka: /* Literatur */ Tippfehler entfernt

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	== Literatur ==		== Literatur ==

	* {{Literatur \|Titel=Chip-Fingerabdruck \|Autor=Dr. André Schaller \|Verlag=Heise-Verlag \|Ort=Hannover \|Datum=2018 \|Sprache=de \|ISSN=0724-8679 \|Nummer=26/2018 \|Sammelwerk=~~c't~~ \|Seiten=158-162}}		* {{Literatur \|Titel=Chip-Fingerabdruck \|Autor=Dr. André Schaller \|Verlag=Heise-Verlag \|Ort=Hannover \|Datum=2018 \|Sprache=de \|ISSN=0724-8679 \|Nummer=26/2018 \|Sammelwerk=c’t \|Seiten=158-162}}
	* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Ort=Cham (CH) \|Auflage=1 \|Datum=2019 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=Mitte 2018 veröffentlicht, Erscheinungsjahr laut Imprint 2019}}		* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Ort=Cham (CH) \|Auflage=1 \|Datum=2019 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=Mitte 2018 veröffentlicht, Erscheinungsjahr laut Imprint 2019}}
	* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|Ort=Cham (CH) \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs \|Sprache=en }}		* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|Ort=Cham (CH) \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs \|Sprache=en }}

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2022-04-29T11:28:31Z

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	Damit PUFs in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:		Damit PUFs in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:
	* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=~~JJJJ~~-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.		* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=2003-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.
	* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.		* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.
	* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.		* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.

Aka: /* Anwendungen */ Leerzeichen vor Referenz entfernt

2019-03-23T21:39:55Z

Anwendungen: Leerzeichen vor Referenz entfernt

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	* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>		* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>
	* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])		* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])
	* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>		* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>
	* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>		* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>

Phzh: Satzzeichen korr., Form, Kleinkram

2019-01-13T21:43:42Z

Satzzeichen korr., Form, Kleinkram

← Nächstältere Version		Version vom 13. Januar 2019, 23:43 Uhr
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	* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=JJJJ-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.		* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=JJJJ-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.
	* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.		* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.
	* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann ,wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.		* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.
	* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.		* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.

Phzh: Komma vor usw. / etc. entfernt, Form

2018-12-26T14:35:18Z

Komma vor usw. / etc. entfernt, Form

← Nächstältere Version		Version vom 26. Dezember 2018, 16:35 Uhr
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	'''Physical unclonable functions''' (auch Physically unclonable functions<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.3.1 \|Sprache=en}}</ref>) oder kurz PUF sind Hardwarestrukturen in einem Halbleiter, die dazu dienen, eine eindeutige Identifikation des Halbleiters zu ermöglichen oder Schlüssel für [[Kryptografie\|kryptografische Verfahren]] zu sichern. [[Halbleiter]], im Folgenden als Systeme bezeichnet, können komplette elektronische [[Chipkarte]]n oder [[Mikroprozessor]]en sein, insbesondere solche mit Hardware Security Modul ([[Hardware-Sicherheitsmodul\|HSM]]) für kryptografische Aufgaben. Wie ein Fingerabdruck ist die PUF ein individuelles Merkmal, welches an ein [[Körper (Physik) \|physikalisches Objekt]] gebunden ist<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.1.1 \|Sprache=en}}</ref>. PUFs werden als physikalisches Primitiv (in Anlehnung an ein [[~~Kryptographisches_Primitiv\|~~kryptographisches Primitiv]]) eingestuft<ref>{{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Kapitel=Abschnitt 6.1 \|Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=Abschnitt 1. Einleitung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>.		'''Physical unclonable functions''' (auch Physically unclonable functions<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.3.1 \|Sprache=en}}</ref>) oder kurz PUF sind Hardwarestrukturen in einem Halbleiter, die dazu dienen, eine eindeutige Identifikation des Halbleiters zu ermöglichen oder Schlüssel für [[Kryptografie\|kryptografische Verfahren]] zu sichern. [[Halbleiter]], im Folgenden als Systeme bezeichnet, können komplette elektronische [[Chipkarte]]n oder [[Mikroprozessor]]en sein, insbesondere solche mit Hardware Security Modul ([[Hardware-Sicherheitsmodul\|HSM]]) für kryptografische Aufgaben. Wie ein Fingerabdruck ist die PUF ein individuelles Merkmal, welches an ein [[Körper (Physik)\|physikalisches Objekt]] gebunden ist<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.1.1 \|Sprache=en}}</ref>. PUFs werden als physikalisches Primitiv (in Anlehnung an ein [[kryptographisches Primitiv]]) eingestuft<ref>{{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Kapitel=Abschnitt 6.1 \|Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=Abschnitt 1. Einleitung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>.

	== Geschichte ==		== Geschichte ==

	Erste Versuche mit PUFs bestanden aus einer Scheibe aus einem lichtdurchlässigen Material, in deren Schmelze bereits reflektierende Partikel eingemischt wurden. Die Scheibe wurde beleuchtet und Sensoren erfassten das reflektierte Licht. Der Herstellungsprozess und der Aufbau von Lichtquelle und Sensoren war zwar immer gleich, jede Scheibe lieferte den Sensoren aber jeweils ein anderes Bild<ref>UMABASA Projekt nach {{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 219–223, System nach Abbildung 3 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>. Das Grundprinzip konnte später auf Halbleiterschaltungen übertragen werden.		Erste Versuche mit PUFs bestanden aus einer Scheibe aus einem lichtdurchlässigen Material, in deren Schmelze bereits reflektierende Partikel eingemischt wurden. Die Scheibe wurde beleuchtet und Sensoren erfassten das reflektierte Licht. Der Herstellungsprozess und der Aufbau von Lichtquelle und Sensoren war zwar immer gleich, jede Scheibe lieferte den Sensoren aber jeweils ein anderes Bild<ref>UMABASA Projekt nach {{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 219–223, System nach Abbildung 3 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>. Das Grundprinzip konnte später auf Halbleiterschaltungen übertragen werden.

	== Anwendungen ==		== Anwendungen ==
	Anwendungsmöglichkeiten werden auf folgenden Gebieten gesehen:		Anwendungsmöglichkeiten werden auf folgenden Gebieten gesehen:
	* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[~~Advanced_Encryption_Standard~~\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>		* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>
	* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])		* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])
	* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>		* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>
	* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>		* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>

	== Funktionsprinzip ==		== Funktionsprinzip ==
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	=== SRAM PUF ===		=== SRAM PUF ===

	Ein Register eines [[~~Static_random~~-~~access_memory~~\|~~SRAM~~]]s hat nach dem Einschalten zunächst eine zufällige Belegung der [[Bit]]s mit 0 oder 1. Für die Funktion als PUF ist entscheidend, dass bei jedem Einschalten immer wieder die gleiche (oder überwiegend gleiche) Belegung mit 0/1 vorliegt, dass diese Belegung jedoch von System zu System anders ist.		Ein Register eines [[Static random-access memory\|SRAMs]] hat nach dem Einschalten zunächst eine zufällige Belegung der [[Bit]]s mit 0 oder 1. Für die Funktion als PUF ist entscheidend, dass bei jedem Einschalten immer wieder die gleiche (oder überwiegend gleiche) Belegung mit 0/1 vorliegt, dass diese Belegung jedoch von System zu System anders ist.

	=== Ringoszillator PUF ===		=== Ringoszillator PUF ===
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	Damit PUFs in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:		Damit PUFs in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:
	* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung, usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=JJJJ-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.		* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=JJJJ-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.
	* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.		* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.
	* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann ,wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[~~Entropie_~~(Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.		* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann ,wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.
	* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.		* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.

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	PUFs erfüllen die gleiche Funktion, wie Halbleiter, die nach der Produktion über das gezielte durchbrennen einiger Halbleiterbauelemente ([[Fuse-Bit]]) oder über einen softwaremäßig abgelegten Schlüssel in einem nichtflüchtigen Speicher individualisiert werden.		PUFs erfüllen die gleiche Funktion, wie Halbleiter, die nach der Produktion über das gezielte durchbrennen einiger Halbleiterbauelemente ([[Fuse-Bit]]) oder über einen softwaremäßig abgelegten Schlüssel in einem nichtflüchtigen Speicher individualisiert werden.

	Der Vorteil der PUF liegt in den günstigen Kosten, da am Ende des Produktionsprozesses (im Rahmen der Funktionsprüfung) die PUF nur noch ausgelesen werden muss, um den [[~~Schlüssel_~~(Kryptologie)\|Schlüssel]] oder eine bestimmte Anzahl von Challenges und Responses in einer [[Datenbank]] abzulegen, um später jederzeit den Halbleiter über die PUF zu identifizieren bzw. authentifizieren.		Der Vorteil der PUF liegt in den günstigen Kosten, da am Ende des Produktionsprozesses (im Rahmen der Funktionsprüfung) die PUF nur noch ausgelesen werden muss, um den [[Schlüssel (Kryptologie)\|Schlüssel]] oder eine bestimmte Anzahl von Challenges und Responses in einer [[Datenbank]] abzulegen, um später jederzeit den Halbleiter über die PUF zu identifizieren bzw. authentifizieren.

	Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.		Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.

	== Siehe auch ==		== Siehe auch ==
	* [[:en:~~Types_of_physical_unclonable_function\|~~Types of physical unclonable function]]s (derzeit nur in der englischen Wikipedia verfügbar)		* [[:en:Types of physical unclonable function\|Types of physical unclonable functions]] (derzeit nur in der englischen Wikipedia verfügbar)

	== Literatur ==		== Literatur ==

Ralf Pfeifer: /* Literatur */ Quelle hinzugefügt, Literatur nach Erscheinungsjahr sortiert

2018-12-26T07:39:33Z

Literatur: Quelle hinzugefügt, Literatur nach Erscheinungsjahr sortiert

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	== Literatur ==		== Literatur ==

			* {{Literatur \|Titel=Chip-Fingerabdruck \|Autor=Dr. André Schaller \|Verlag=Heise-Verlag \|Ort=Hannover \|Datum=2018 \|Sprache=de \|ISSN=0724-8679 \|Nummer=26/2018 \|Sammelwerk=c't \|Seiten=158-162}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – CMOS-Implementierungen und Hardware-Attacken \|Autor=Dominik Merli, Georg Sigl \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 876–880 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}
		⚫	* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Ort=Cham (CH) \|Auflage=1 \|Datum=2019 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=Mitte 2018 veröffentlicht, Erscheinungsjahr laut Imprint 2019}}
		⚫	* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|Ort=Cham (CH) \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs \|Sprache=en }}
		⚫	* {{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – From Basic Design Principles to Advanced Hardware Security Applications \|Autor=Basel Halak \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Auflage=1 \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-76803-8 \|Sprache=en}}
		⚫	* {{Literatur \|Titel=On the Learnability of Physically Unclonable Functions \|Autor=Fatemeh Ganji \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Auflage=1 \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-76716-1 \|Sprache=en}}
		⚫	* {{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0\|Sprache=en}} Basiert auf der Dissertation des Autors.
	* {{Literatur \|Titel=Fehlerkorrekturverfahren zur sicheren Schlüsselerzeugung mit Physical Unclonable Functions \|Autor=Matthias Hiller, Michael Pehl, Georg Sigl \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 229–233 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}		* {{Literatur \|Titel=Fehlerkorrekturverfahren zur sicheren Schlüsselerzeugung mit Physical Unclonable Functions \|Autor=Matthias Hiller, Michael Pehl, Georg Sigl \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 229–233 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0\|Sprache=en}}, ~~basiert~~ auf der Dissertation des Autors.
	* {{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Sprache=en}}		* {{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Sprache=en}}
	** Chapter 6: PUF-Based Authentication (Jim Plusquellic)		** Chapter 6: PUF-Based Authentication (Jim Plusquellic)
	** Chapter 8: Physical Unclonable Functions and Intellectual Property Protection Techniques (Ramesh Karri, Ozgur Sinanoglu, Jeyavijayan Rajendran)		** Chapter 8: Physical Unclonable Functions and Intellectual Property Protection Techniques (Ramesh Karri, Ozgur Sinanoglu, Jeyavijayan Rajendran)
		⚫	* {{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – CMOS-Implementierungen und Hardware-Attacken \|Autor=Dominik Merli, Georg Sigl \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 876–880 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=Computer and Network Security Essentials \|Autor=Ioannis Papakonstantinou, Nicolas Sklavos \|Hrsg=Kevin Daimi \|Verlag=Springer International Publishing \|ISBN=978-3-319-58423-2 \|Kapitel=~~Chapter~~ 24: Physical Unclonable Functions (PUFs) Design Technologies: Advantages and Trade Offs\|Sprache=en}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – From Basic Design Principles to Advanced Hardware Security Applications \|Autor=Basel Halak \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Auflage=1 \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-76803-8 \|Sprache=en}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=On the Learnability of Physically Unclonable Functions \|Autor=Fatemeh Ganji \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Auflage=1 \|Datum=2018 \|ISBN=978-3-319-76716-1 \|Sprache=en}}
⚫	* {{Literatur \|Titel=On the Physical Security of Physically Unclonable Functions \|Autor=Shahin Tajik \|Verlag=Springer International Publishing AG \|Auflage=1 \|ISBN=978-3-319-75819-0 \|Sprache=en \|Kommentar=~~Im Handel ab~~ Mitte 2018 ~~erhältlich~~, laut Imprint ~~aber~~ 2019 ~~erschienen~~}}

	== Weblinks ==		== Weblinks ==

129.27.152.126: /* Anwendungen */ Typo

2018-11-03T17:12:10Z

Anwendungen: Typo

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	* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])		* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])
	* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>		* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>
	* ~~Authetifizierungszertifikate~~ für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>		* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>

	== Funktionsprinzip ==		== Funktionsprinzip ==

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Zeile 8:		Zeile 8:
	* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>		* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>
	* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])		* Eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])
	* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren <ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>		* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>
	* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>		* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>

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	'''Physical unclonable functions''' (auch Physically unclonable functions<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.3.1 \|Sprache=en}}</ref>) oder kurz PUF sind Hardwarestrukturen in einem Halbleiter, die dazu dienen, eine eindeutige Identifikation des Halbleiters zu ermöglichen oder Schlüssel für [[Kryptografie\|kryptografische Verfahren]] zu sichern. [[Halbleiter]], im Folgenden als Systeme bezeichnet, können komplette elektronische [[Chipkarte]]n oder [[Mikroprozessor]]en sein, insbesondere solche mit Hardware Security ~~Modul~~ ([[Hardware-Sicherheitsmodul\|HSM]]) für kryptografische Aufgaben. Wie ein Fingerabdruck ist die PUF ein individuelles Merkmal, welches an ein [[Körper (Physik)\|physikalisches Objekt]] gebunden ist<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.1.1 \|Sprache=en}}</ref>. ~~PUFs~~ werden als physikalisches Primitiv (in Anlehnung an ein [[kryptographisches Primitiv]]) eingestuft<ref>{{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Kapitel=Abschnitt 6.1 \|Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=Abschnitt 1. Einleitung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>.		'''Physical unclonable functions''' (auch Physically unclonable functions<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.3.1 \|Sprache=en}}</ref>) oder kurz PUF sind Hardwarestrukturen in einem Halbleiter, die dazu dienen, eine eindeutige Identifikation des Halbleiters zu ermöglichen oder Schlüssel für [[Kryptografie\|kryptografische Verfahren]] zu sichern. [[Halbleiter]] (im Folgenden als Systeme bezeichnet) können komplette elektronische [[Chipkarte]]n oder [[Mikroprozessor]]en sein, insbesondere solche mit Hardware Security Module ([[Hardware-Sicherheitsmodul\|HSM]]) für kryptografische Aufgaben. Wie ein Fingerabdruck ist die PUF ein individuelles Merkmal, welches an ein [[Körper (Physik)\|physikalisches Objekt]] gebunden ist<ref>{{Literatur \|Titel=Physically Unclonable Functions – Constructions, Properties and Applications \|Autor=Roel Maes \|Verlag=Springer-Verlag \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Auflage=1 \|Datum=2013 \|ISBN=978-3-642-41394-0 \|Kapitel=Abschnitt 2.1.1 \|Sprache=en}}</ref>. PUF werden als physikalisches Primitiv (in Anlehnung an ein [[kryptographisches Primitiv]]) eingestuft<ref>{{Literatur \|Titel=Fundamentals of IP and SoC Security \|Hrsg=Swarup Bhunia; Sandip Ray; Susmita Sur-Kolay \|Verlag=Springer International Publishing \|Datum=2017 \|ISBN=978-3-319-50055-3 \|Kapitel=Abschnitt 6.1 \|Sprache=en}}</ref><ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=Abschnitt 1. Einleitung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>.

	== Geschichte ==		== Geschichte ==
	Erste Versuche mit ~~PUFs~~ bestanden aus einer Scheibe aus einem lichtdurchlässigen Material, in deren Schmelze bereits reflektierende Partikel eingemischt wurden. Die Scheibe wurde beleuchtet und Sensoren erfassten das reflektierte Licht. Der Herstellungsprozess und der Aufbau von Lichtquelle und Sensoren ~~war~~ zwar immer gleich, jede Scheibe lieferte den Sensoren aber jeweils ein anderes Bild<ref>UMABASA Projekt nach {{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 219–223, System nach Abbildung 3 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>. Das Grundprinzip konnte später auf Halbleiterschaltungen übertragen werden.		Erste Versuche mit PUF bestanden aus einer Scheibe aus einem lichtdurchlässigen Material, in deren Schmelze bereits reflektierende Partikel eingemischt wurden. Die Scheibe wurde beleuchtet und Sensoren erfassten das reflektierte Licht. Der Herstellungsprozess und der Aufbau von Lichtquelle und Sensoren waren zwar immer gleich, jede Scheibe lieferte den Sensoren aber jeweils ein anderes Bild<ref>UMABASA Projekt nach {{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Fundstelle=S. 219–223, System nach Abbildung 3 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>. Das Grundprinzip konnte später auf Halbleiterschaltungen übertragen werden.

	== Anwendungen ==		== Anwendungen ==
	Anwendungsmöglichkeiten werden auf folgenden Gebieten gesehen:		Anwendungsmöglichkeiten werden auf folgenden Gebieten gesehen:
	* In der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>		* in der Kryptografie zur Herstellung eines [[Advanced Encryption Standard\|AES]]-Schlüssels<ref>{{Patent \|Land=CN \|V-Nr=000204291000 \|Titel=Advanced encryption standard (AES) secret key generation structure based on physical unclonable function (PUF) of latch-type voltage sensitive amplifier \|A-Datum=JJJJ-12-15 \|V-Datum=JJJJ-04-22 \|Anmelder=UNIV TIANJIN \|Erfinder=HE JIAJI; SHU QINGRAN; YANG SONG; ZHAO YIQIANG}}</ref>
	* ~~Eindeutige~~ Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])		* eindeutige Kennzeichnung von Waren, um Produktfälschungen zu erkennen<ref>{{Patent \|Land=EU \|V-Nr=000002911335 \|Titel=Physikalisch unklonbares funktionsbasiertes Fälschungsschutzsystem \|A-Datum=2014-02-21 \|V-Datum=2015-08-26 \|Anmelder=European Union represented by the European Commiss, BE \|Erfinder=Baldini Gianmarco (IT), Nai Fovino Igor (IT), Sanchez Martin Jose Ignacio (IT)}}</ref> ([[Produktpiraterie]])
	* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>		* Authentifizierungen im Challenge-Response-Verfahren<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=000001941652 \|Titel=Integrated Physical Unclonable Function (Puf) with Combined Sensor and Display \|A-Datum=JJJJ-10-02 \|V-Datum=JJJJ-09-25 \|Anmelder=Koninkl Philips Electronics NV, NL \|Erfinder=Akkermans Antonius Hermanus Maria, NL; Ophey Willem Gerard, NL; Skoric Boris, NL; Tuyls Pim Theo, NL}}</ref>
	* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>		* Authentifizierungszertifikate für mobile Endgeräte<ref>{{Patent \|Land=DE \|V-Nr=102013202001 \|Titel=Verfahren zum Versehen eines mobilen Endgeräts mit einem Authentisierungszertifikat \|A-Datum=2013-02-07 \|V-Datum=2017-08-10 \|Anmelder=Bundesdruckerei GmbH, 10969, Berlin, DE ; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., 80686, München, DE \|Erfinder=Dietrich, Frank, 12437, Berlin, DE ; Eckert, Claudia, Prof. Dr., 85748, Garching, DE ; Krauß, Christoph, Dr., 85748, Garching, DE ; Paeschke, Manfred, Dr., 16348, Wandlitz, DE ; Stumpf, Frederic, Dr., 85748, Garching, DE}}</ref>
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	== Funktionsprinzip ==		== Funktionsprinzip ==

	Die ~~PUFs~~ basieren darauf, dass durch kleinste Schwankungen im Produktionsprozess bestimmte Baugruppen ein individuelles Verhalten zeigen, obwohl durch das Produktionsverfahren absolut gleiche Teile entstehen sollten. Systeme mit einer PUF-Einheit werden daher alle im absolut gleichen Produktionsprozess hergestellt und erfahren -zumindest im Hinblick auf die PUF- keinerlei individuelle Bearbeitung.		Die PUF basieren darauf, dass durch kleinste Schwankungen im Produktionsprozess bestimmte Baugruppen ein individuelles Verhalten zeigen, obwohl durch das Produktionsverfahren absolut gleiche Teile entstehen sollten. Systeme mit einer PUF-Einheit werden daher alle im absolut gleichen Produktionsprozess hergestellt und erfahren – zumindest im Hinblick auf die PUF – keinerlei individuelle Bearbeitung.

	Die PUF-Einheit in der Hardware enthält Bereiche, die eine Eingabe (Challenge) mit bekannten Methoden (Funktion) verarbeiten und daraus einen Rückgabewert (Response) erzeugen. Teil dieses [[Challenge-Response-Authentifizierung\|Challenge-Response-Verfahrens]] ist die PUF, die über ihr Verhalten eine für das Bauteil eindeutige Veränderung des Rückgabewertes verursacht.		Die PUF-Einheit in der Hardware enthält Bereiche, die eine Eingabe (Challenge) mit bekannten Methoden (Funktion) verarbeiten und daraus einen Rückgabewert (Response) erzeugen. Teil dieses [[Challenge-Response-Authentifizierung\|Challenge-Response-Verfahrens]] ist die PUF, die über ihr Verhalten eine für das Bauteil eindeutige Veränderung des Rückgabewertes verursacht.
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	=== Ringoszillator PUF ===		=== Ringoszillator PUF ===

	Bei einer [[Ringoszillator]]-PUF werden verschiedene Glieder mit zeitlicher Verzögerung [[Rückkopplung\|rückgekoppelt]] und beispielsweise auf einen Eingang eines [[Multiplexer]]s gelegt. Die Dauer der Schwingung hängt wieder von kleinen Produktionstoleranzen ab und ist individuell für ~~den~~ PUF. Der Rückgabewert wird aus dem Vergleich von Oszillatorfrequenzen erreicht oder aus dem Auslesen eines Multiplexers zu einem bestimmten Zeitpunkt. Durch geschickten Vergleich lassen sich Schwankungen in den Umgebungsbedingungen vorteilhaft eliminieren.<ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=2.1 PUF-Schaltung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>		Bei einer [[Ringoszillator]]-PUF werden verschiedene Glieder mit zeitlicher Verzögerung [[Rückkopplung\|rückgekoppelt]] und beispielsweise auf einen Eingang eines [[Multiplexer]]s gelegt. Die Dauer der Schwingung hängt wieder von kleinen Produktionstoleranzen ab und ist individuell für die PUF. Der Rückgabewert wird aus dem Vergleich von Oszillatorfrequenzen erreicht oder aus dem Auslesen eines Multiplexers zu einem bestimmten Zeitpunkt. Durch geschickten Vergleich lassen sich Schwankungen in den Umgebungsbedingungen vorteilhaft eliminieren.<ref>{{Literatur \|Titel=Was sind „Physical Unclonable Functions“ und welchen Zielen dienen sie? \|Autor=Rainer Plaga \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2015-04 \|Kapitel=2.1 PUF-Schaltung \|Fundstelle=S. 219–223 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>

	== Notwendige Eigenschaften für Sicherheitsanwendungen ==		== Notwendige Eigenschaften für Sicherheitsanwendungen ==

	Damit ~~PUFs~~ in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:		Damit PUF in kryptografischen Anwendungen eingesetzt werden können, sind verschiedene Eigenschaften erforderlich<ref>{{Literatur \|Titel=Physical Unclonable Functions – Sicherheitseigenschaften und Anwendungen \|Autor=Stefan Katzenbeisser, André Schaller \|Hrsg=DuD – Datenschutz und Datensicherheit \|Verlag=Springer Gabler / Springer Fachmedien \|Ort=Wiesbaden \|Datum=2012-12 \|Fundstelle=S. 881–885 \|Sprache=de \|ISSN=1614-0702}}</ref>:
	* '''Robustheit''' bedeutet, dass beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=2003-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.		* '''Robustheit''' bedeutet, dass sich beim Auslesen äußere Einflüsse im Augenblick des Auslesens (Temperatur, Spannung usw.) nur so gering verändern, dass mit zuverlässigen Maßnahmen zur Fehlerkorrektur die Response immer das gleiche Verhalten oder Ergebnis zu einer Challenge liefert. Dazu werden beispielsweise Fehlerkorrekturverfahren eingesetzt<ref>{{Patent \|Land=EP \|V-Nr=10012987 \|Titel=Fehlerkorrektur für Physikalisch unklonbare Funktionen \|A-Datum=2003-04-14 \|V-Datum=JJJJ-10-05 \|Anmelder=MASSACHUSETTS INST TECHNOLOGY, US \|Erfinder=CLARKE DWAINE, BB ; DEVADAS SRINIVAS, US ; GASSEND BLAISE, US}}</ref>.
	* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.		* '''Unkopierbarkeit''' verhindert, dass beispielsweise ein Rohling einer Chipkarte zum Klon einer anderen Chipkarte gemacht werden kann. Die PUF kann nicht mehr verändert werden, und bei geeigneter Auslegung des Produktionsprozesses verschwindet die Wahrscheinlichkeit von zwei gleichartig produzierten Chipkarten.
	* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort, auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.		* '''Unvorhersagbarkeit''' bedeutet, dass die Rückgabe (Response) nicht aus der Eingabe (Challenge) vorhergesagt werden kann. Daraus resultiert die Erwartung einer hohen Entropie der Antwort auch dann, wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern. So soll nach einer Abkühlung des Halbleiters (Reduktion der thermischen [[Entropie]]) nicht eine Reduktion der informationellen [[Entropie (Informationstheorie)\|Entropie]] (nach [[Claude Shannon]]) folgen.
	* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.		* '''Tamper-Evidence''' bedeutet, dass die PUF auf invasive Manipulationen am Halbleiter reagiert und diese dadurch aufdeckt bzw. die Response nicht mehr akzeptiert wird.

	== Andere Verfahren und Vorteile ==		== Andere Verfahren und Vorteile ==
	~~PUFs~~ erfüllen die gleiche Funktion, wie Halbleiter, die nach der Produktion über das gezielte ~~durchbrennen~~ einiger Halbleiterbauelemente ([[Fuse-Bit]]) oder über einen softwaremäßig abgelegten Schlüssel in einem nichtflüchtigen Speicher individualisiert werden.		PUF erfüllen die gleiche Funktion wie Halbleiter, die nach der Produktion über das gezielte Durchbrennen einiger Halbleiterbauelemente ([[Fuse-Bit]]) oder über einen softwaremäßig abgelegten Schlüssel in einem nichtflüchtigen Speicher individualisiert werden.

	Der Vorteil der PUF liegt in den günstigen Kosten, da am Ende des Produktionsprozesses (im Rahmen der Funktionsprüfung) die PUF nur noch ausgelesen werden muss, um ~~den~~ [[Schlüssel (Kryptologie)\|Schlüssel]] oder eine bestimmte Anzahl von Challenges und Responses in einer [[Datenbank]] ~~abzulegen,~~ um später jederzeit ~~den Halbleiter~~ über die PUF ~~zu identifizieren~~ bzw. ~~authentifizieren~~.		Der Vorteil der PUF liegt in den günstigen Kosten, da am Ende des Produktionsprozesses (im Rahmen der Funktionsprüfung) die PUF nur noch ausgelesen werden muss, damit der [[Schlüssel (Kryptologie)\|Schlüssel]] oder eine bestimmte Anzahl von Challenges und Responses in einer [[Datenbank]] abgelegt und der Halbleiter später jederzeit über die PUF identifiziert bzw. authentifiziert werden kann.

	Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.		Darüber hinaus können einige einfache Angriffe auf das System ausgeschlossen werden. Eine Veränderung der PUF bedeutet eine Manipulation der mikroskopischen Bauteile auf der Schaltung, worauf einige PUF-Typen ihre Eigenschaften irreversibel und erkennbar ändern.