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丁宁,陆翔宇,李雪城,程诗尧,史鹏博.智能电表嵌入式系统的新型知识产权保护方法[J].电测与仪表,2019,56(4):141-146.
Ding Ning,Lu Xiangyu,Li Xuecheng,Cheng Shirao,Shi Pengbo.Novel IP protection strategy for embedded systems in smart meters[J].Electrical Measurement & Instrumentation,2019,56(4):141-146.
智能电表嵌入式系统的新型知识产权保护方法
Novel IP protection strategy for embedded systems in smart meters
DOI:
中文关键词:  知识产权保护  物理不可克隆函数  有限域乘法器  硬件混淆  资源占用率低
英文关键词:IP  protection, physical  unclonable function, finite  field multiplier, hardware  obfuscation, low  resource usage
基金项目:
              
作者中文名作者英文名单位
丁宁Ding Ning国网北京市电力科学研究院
陆翔宇Lu Xiangyu国网北京市电力科学研究院
李雪城Li Xuecheng国网北京市电力科学研究院
程诗尧Cheng Shirao国网北京市电力科学研究院
史鹏博Shi Pengbo国网北京市电力科学研究院
摘要点击次数: 1710
中文摘要:
      嵌入式系统在智能电表中广泛使用。同时面临的一大问题是如何保护这些嵌入式系统的知识产权(产品不被竞争对手非法克隆和复制)。本设计从基于智能电表的基本嵌入式平台入手(基于FPGA的平台),提出基于硬件混淆技术(hardware obfuscation)的新型知识产权保护方法。该方法主要采取了两个阶段的技术:在第一阶段采用物理不可克隆函数(physical unclonable funcation: PUF)的结构来实现产生一组数据,该组数据接着用来启动第二阶段的一个基于硬件混淆技术的有限域GF(2m)乘法器。该乘法器是以捆绑嵌入的方式与嵌入式系统中的硬件结构进行捆绑。经实际检测,本设计在具体的模拟攻击中不仅效果好,而且占用资源低,值得在同类产品中大力推广使用。
英文摘要:
      While embedded systems are widely used in smart meters, it is facing one challenge problem, i.e., how to protect the intellectual property (IP) of these systems (prevent from others’ illegal clone and duplication). This paper begins with the basic embedded system platform (based on field-programmable gate array), and proposes a novel IP protection strategy based on hardware obfuscation techniques. The proposed approach mainly consists of two stages’ techniques: at stage-I, a physical unclonable function (PUF) structure is being used to produce a group of data, and then in stage-II, the produced data is used to activate a hardware obfuscated finite field multiplier based on GF(2m). The obfuscated multiplier has already embedded into the hardware structure of embedded systems. The practical experiments prove that the proposed approach has strong performance in numerous attack simulations and can be extended to be used in products (similar to smart meters) because of its low area-complexity implementation.
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