Feasibility study of the SOTB implementation of the anti-counterfeit technology PUF

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H02833
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Information security
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Hori Yohei 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60530368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小笠原 泰弘 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (30635298) ; 片下 敏宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (90500215)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: PUF / SOTB / ハードウェアセキュリティ

Outline of Final Research Achievements

We demonstrated for the first time the feasibility of the Silicon-On-Thin-Buried-oxide (SOTB) transistor implementation of Physically Unclonable Functions (PUFs) through the evaluation of the 65nm SOTB PUF chips. The implemented Arbiter PUF shows high reproducibility and enough uniqueness for the use of identification and authentication. The results indicate that the SOTB can be practically used in the Internet of Things (IoT) where the low-power consumption and security are of great importance. In addition, we found that, by controlling the back bias of the SOTB device, the uniqueness of the PUF can be improved and the authentication error can be significantly decreased.

Free Research Field

ハードウェアセキュリティ

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超低電圧デバイスSOTBを用いてセキュリティプリミティブであるPUFを実装可能であることを世界で初めて明らかにした。これは、省電力やセキュリティが重要なIoTにおいて、SOTB PUFが有効であることを示したものである。また、SOTBの特徴の1つである基板バイアス制御によってPUFの特性を改善可能であることを初めて見出した。これは、製造前の性能予測が困難なPUFにおいて、基板バイアス制御によって出荷後にもPUFの特性を調整可能であることを示唆しており、社会実装に向けて極めて有用な知見が得られたということができる。