CRP-PUF 및 TRNG 기반 하드웨어 경량 인증 정보보안 연구

Hardware Lightweight Authentication Security Based on CRP-PUF and TRNG

연구 내용

반도체 물리적 복제 불가능 회로의 CRP-PUF와 TRNG(광/양자/링오실레이터 기반)의 난수 신뢰성 향상 및 경량 보안 프로토콜을 통합하는 연구

본 분야는 반도체 공정 변이를 이용하는 CRP-PUF를 기반으로, 비휘발성 키 저장 없이 IoT 환경에서 인증과 기밀성을 제공하는 구조를 다룹니다. SRAM 구동 PUF의 실리콘 면적 최적화와 재구성 배치에서 타이밍·랜덤성 불일치를 완화하는 설계 기법을 적용합니다. 또한 TRNG/QRNG 출력의 환경 변동과 열화에 따른 분포 편이를 후처리·검증 파라미터 최적화로 보정하여 NIST 수준의 통계 적합성을 확보합니다. 이를 해시 기반 메시지 인증과 결합한 경량 보안 프로토콜로 연결하는 점이 차별성입니다.

관련 프로젝트

4건

연구 흐름

초기에는 SRAM 기반 PUF 코어를 소형화하고 동일 CRP 수에서 트랜지스터 및 활성 면적을 줄이는 회로 구조를 확립했습니다. 이후 재구성 SRAM CRP-PUF에서 입력 제어 신호의 타이밍 편차와 레이아웃 연결 불일치가 응답 편향을 유발하는 문제를 해결하는 방향으로 신뢰성과 랜덤성을 개선했습니다. 동시에 TRNG의 랜덤성 열화가 보안 체인의 붕괴로 이어지는 점에 대응하여 셀·비트 폐기 기반 후처리와 NIST SP 800-22 검증 파라미터 최적화를 수행했습니다. 최근에는 CRP-PUF와 TRNG 엔트로피를 사용해 IoT용 ECC 대체 경량 엔드투엔드 보안 프로토콜과 경량 블록암호·HMAC 구현으로 제품화 가능한 형태로 구현을 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

경량 인증 SoC 구현
PUF 기반 비밀키 동적 생성
IoT 디바이스 단말 인증
HMAC 결합 메시지 무결성
비휘발성 키 저장 회피 설계
NIST 기반 RNG 검증 자동화
환경 변동 대응 난수 품질 보정
하드웨어 난수 후처리 IP
저전력 보안 통신 모듈
PUF/TRNG 통합 보안 칩 플랫폼