Please use this identifier to cite or link to this item:
https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38150Full metadata record
| DC Field | Value | Language |
|---|---|---|
| dc.contributor.author | Γεωργούλας, Δημοσθένης | el |
| dc.contributor.author | Georgoulas, Dimosthenis | en |
| dc.date.accessioned | 2024-07-05T11:17:12Z | - |
| dc.date.available | 2024-07-05T11:17:12Z | - |
| dc.identifier.uri | https://olympias.lib.uoi.gr/jspui/handle/123456789/38150 | - |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26268/heal.uoi.17856 | - |
| dc.rights | Default License | - |
| dc.subject | PUF, CRP, Current, Array, Cell, Circuit | en |
| dc.title | Current Mode, Array-Based Physical Unclonable Function Circuit | en |
| dc.title | Κύκλωμα μη Κλωνοποιήσιμης Φυσικής Συνάρτησης, βασιζόμενο σε δομή πίνακα και λειτουργία ρεύματος | el |
| dc.type | masterThesis | en |
| heal.type | masterThesis | el |
| heal.type.en | Master thesis | en |
| heal.type.el | Μεταπτυχιακή εργασία | el |
| heal.classification | Circuit Design | en |
| heal.dateAvailable | 2024-07-05T11:18:12Z | - |
| heal.language | en | el |
| heal.access | free | el |
| heal.recordProvider | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή | el |
| heal.publicationDate | 2024-07-02 | - |
| heal.abstract | Nowadays, ensuring the security of electronic devices is imperative, particularly within the technology and digital device domain where prioritizing the protection of data integrity and confidentiality is crucial. Toward this direction, various techniques have been proposed, among which is the Physical Unclonable Function (PUF). PUF, is a hardware-based technique which takes advantage of process variations and generates a unique response to a given input. PUFs play a crucial role in securing applications related to authentication, transactions, and IoT devices by generating unique cryptographic keys ensuring device identification. Unfortunately, voltage and temperature variations can adversely affect most of the proposed PUF circuits, leading to unreliable decisions and making the device vulnerable. In this thesis, a current mode PUF circuit is proposed, utilizing reduced power supply dependency current generation cells. A matrix of n rows and m columns of cells generates process variation dependent currents which are used to create unique keys. Furthermore, a current mode sense amplifier (CMSA) is exploited which takes as input the currents from two columns of the array and determines the winning column based on the greater current. Every column drives a pair of CMSAs. The ability to activate multiple rows along with the reduced supply dependency current generation cells, make the PUF strong and reliable to voltage variations respectively. In the evaluation of the proposed PUF circuit, the 90nm technology of UMC was exploited. The PUF design and simulation were carried out using the Virtuoso and Spectre platforms of Cadence. To validate the robustness and reliability of the PUF, an extensive analysis was conducted through multiple Monte Carlo simulation sessions, of 10,000 runs each, considering temperature and voltage variations to assess the PUF's performance across diverse operating conditions. Results show a reliability of 96.65% with respect to voltage fluctuations and 97.45% with respect to temperature variations, along with a uniqueness of 49.99% and uniformity of 49.85% on average. | en |
| heal.abstract | Σήμερα, η επίτευξη της ασφάλειας των ηλεκτρονικών συσκευών είναι επιτακτική, ιδίως στον τομέα της τεχνολογίας και των ψηφιακών συσκευών, όπου προτεραιότητα είναι η προστασία της ακεραιότητας και της εμπιστευτικότητας των δεδομένων. Προς αυτή την κατεύθυνση, διάφορες τεχνικές έχουν προταθεί, μεταξύ των οποίων βρίσκεται και η μη κλωνοποιήσιμη φυσική συνάρτηση (physical unclonable function - PUF). Το κύκλωμα PUF αξιοποιεί μια τεχνική βασισμένη στο υλικό η οποία εκμεταλλεύεται τις διακυμάνσεις των παραμέτρων των κυκλωματικών στοιχείων ενός κυκλώματος, οι οποίες προκύπτουν κατά την κατασκευαστική διαδικασία και δημιουργεί μια μοναδική απόκριση σε μια δεδομένη είσοδο. Τα PUF παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στην ασφάλεια σε εφαρμογές σχετικές με αυθεντικοποίηση, συναλλαγές και συσκευές IoT, δημιουργώντας μοναδικά κρυπτογραφικά κλειδιά που εξασφαλίζουν τον προσδιορισμό της συσκευής. Δυστυχώς, οι μεταβολές της τάσης τροφοδοσίας και της θερμοκρασίας επηρεάζουν αρνητικά πολλά από τα προτεινόμενα κυκλώματα PUF, οδηγώντας έτσι σε αναξιόπιστες αποκρίσεις του κυκλώματος καθιστώντας την συσκευή ευάλωτη. Στην παρούσα θέση, προτείνεται ένα κύκλωμα PUF που λειτουργεί με βάση το ρεύμα, χρησιμοποιώντας κελιά για τη δημιουργία ενός ρεύματος σχεδόν ανεξάρτητου από μεταβολές της τάσης τροφοδοσίας. Η δομή ενός πίνακα από n γραμμές και m στήλες από κελιά δημιουργούν ρεύματα επηρεαζόμενα από κατασκευαστικές διακυμάνσεις τα οποία μπορούν να αξιοποιηθούν για την παραγωγή μοναδικών κλειδιών. Επιπλέον, αξιοποιείται ένας ενισχυτής αίσθησης ρεύματος (CMSA), ο οποίος λαμβάνει ως είσοδο τα ρεύματα από δύο στήλες αποτελούμενες από κελιά και αποφασίζει την νικητήρια στήλη σύμφωνα με το μεγαλύτερο ρεύμα. Κάθε στήλη οδηγεί δύο CMSAs ταυτόχρονα. Η δυνατότητα ενεργοποίησης πολλαπλών γραμμών από κοινού με την μειωμένη εξάρτηση των δημιουργούμενων ρευμάτων από την τάση τροφοδοσίας προσφέρουν ένα PUF ισχυρό και ανθεκτικό στις διακυμάνσεις της τάσεως τροφοδοσίας. Η αποτίμηση του προτεινόμενου PUF κυκλώματος έγινε με χρήση της τεχνολογίας των 90nm της UMC. Η σχεδίαση και προσομοίωση του κυκλώματος έγινε με χρήση των εργαλείου Virtuoso και Spectre της Cadence. Για να ελεγχθεί η ανθεκτικότητα και η αξιοπιστία του προτεινόμενου κυκλώματος PUF, πραγματοποιήθηκε εκτενής ανάλυση Monte Carlo προσομοιώσεων σε πολλαπλές ενότητες των 10,000 επαναλήψεων λαμβάνοντας υπόψιν θερμοκρασιακές μεταβολές αλλά και μεταβολές στην τάση της τροφοδοσίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν πως το κύκλωμα προσφέρει αξιοπιστία 96.65% ως προς τις μεταβολές της τάσης τροφοδοσίας και 97.45% ως προς τις μεταβολές της θερμοκρασίας, με μοναδικότητα 49.99% και ομοιομορφία 49.85%, κατά μέσο όρο. | |
| heal.advisorName | Tsiatouchas, Georgios | en |
| heal.committeeMemberName | Tsiatouchas, Georgios | en |
| heal.committeeMemberName | Tenentes, Vassilios | en |
| heal.committeeMemberName | Tsirimokou, Georgia | en |
| heal.academicPublisher | Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων. Πολυτεχνική Σχολή. Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής | el |
| heal.academicPublisherID | uoi | el |
| heal.numberOfPages | 55 | el |
| heal.fullTextAvailability | true | - |
| Appears in Collections: | Διατριβές Μεταπτυχιακής Έρευνας (Masters) - ΜΗΥΠ | |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Μ.Ε. Γεωργούλας Δημοσθένης (2024).pdf | 1.79 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
