34、基于物理不可克隆函数的鲁棒认证技术解析

基于物理不可克隆函数的鲁棒认证技术解析

1. 概率分析与初步结论

在认证相关的概率分析中，存在这样的情况：对于某些可忽略函数 $neg2$，有 $Pr[b = b′|F,b = 1] > \frac{1}{2} - neg2(ℓ)$。当考虑 $b = 0$ 时，$Pr[b = b′|F,b = 0] = Pr[b = b′|F,b = 0,G]Pr[G|F,b = 0]+Pr[b = b′|F,b = 0,\neg G]Pr[\neg G|F,b = 0]$。这里，$Pr[b = b′|F,b = 0,G] = 1$，$Pr[b = b′|F,b = 0,\neg G] = \frac{1}{2}$，并且对于某个多项式 $f$，有 $Pr[G|F,b = 0] > \frac{1}{f(ℓ)}$。综合这些信息，可以得出对于某个多项式 $h$，$Pr[b = b′|F,b = 0] > \frac{1}{2} + \frac{1}{h(ℓ)}$。总结来说，$Pr[b = b′|F] - \frac{1}{2}$ 是不可忽略的，因此 $Pr[b = b′] - \frac{1}{2}$ 也是不可忽略的。

2. 最终认证方案

最终的认证方案要求用户当前必须持有设备才能成功进行认证。该方案的主要思想是设备在任何协议中都不透露响应 $r$，仅生成关于其拥有秘密 $r$ 的零知识证明，由于证明是零知识的，攻击者无法通过观察设备来获取 $r$。与之前的两个协议不同，此协议假设物理不可克隆函数（PUF）也能进行计算。

• 注册流程（Enroll） ：
  1. 服务器 $S$ 向用户