聊聊 PUF［物理不可克隆］与 UID 或一串数字的差别

为何 PUF［物理不可克隆］是芯片安全的绝佳方法？

使用 PUF 的优势是巨大的，这也是为何 PUF 在硬件安全方面越来越受欢迎。

首先，PUF的一个最好的特点是，它是一种固有的非易失性技术，但它并不实际存储任何密钥。在非易失性存储器中存储密钥通常会使集成电路受到硬件攻击，使对手能够读取存储器内容。

相反，PUF根本不存储密钥。它根据需要生成密钥，作为对质询的响应，之后密钥会被瞬间抹去。总是有一把钥匙，但你永远无法看到它。即使你试图 "发现它"，试图探测PUF也会大大影响其对质询的响应。总而言之，这使得钥匙的 "存储 "非常安全，不会受到攻击。

除此之外，PUF还得益于它是一个真正的硬件解决方案。就像真随机数发生器可以创造真正不可预测的比特序列一样，PUF可以通过利用自然界的真随机性来创造真正不可预测的IC标识符或加密密钥。这增加了安全性，因为钥匙不能根据一些确定的或准确定的过程来预测。

由于其多功能性，PUF 是硬件安全方面的绝佳选择——可用于随机密钥生成和存储、设备身份验证、随机数生成、防伪等等。

试问 UID 或一串数字，真的不能替代 PUF（物理不可克隆）这串数字吗？

UID（通用唯一标识符）或［人工生成的数字串］，无法替代 PUF （物理不可克隆）功能的核心价值，原因如下：

1. ‌唯一性与不可复制性‌
   PUF利用半导体制造过程中固有的工艺偏差生成唯一标识，这种物理特性无法被复制或克隆‌。而UID或数字串通常通过算法生成，存在重复或人为伪造的风险。UID 通常通过算法或人工分配生成，理论上可重复或预测‌。而 PUF 基于芯片制造过程中的物理工艺差异（如晶体管阈值电压、信号延迟等），这种微观差异具有天然唯一性且无法被精确复制‌。

2. ‌安全性差异与抗攻击能力‌‌
   PUF 的密钥不存储于任何持久性存储器中，仅在需要时动态生成，攻击者无法直接获取‌。相比之下，UID若存储于设备中，可能被物理提取或篡改。

3. ‌环境鲁棒性‌
   PUF通过纠错算法消除温度、电压等环境因素对指纹的影响，确保输出稳定性‌。普通数字串缺乏此类适应性，易受外部干扰。而 UID 若依赖外部存储，可能因硬件老化或环境变化失效。

4. ‌应用场景限制‌
   PUF已通过政府级安全认证，适用于高安全需求的领域（如国防、物联网设备认证）‌。UID多用于普通标识，无法满足加密级安全要求。

5. ‌防篡改与防伪造‌
   PUF的物理特性使其难以被篡改或伪造，即使攻击者获得芯片也无法克隆其响应模式‌。UID则可能被恶意复制或篡改，尤其在供应链环节存在风险‌。

简言之，PUF的物理唯一性和动态密钥生成机制使其成为硬件安全的＂生物指纹＂，而静态数字标识无法达到同等安全层级‌。

综上，PUF的不可克隆性、动态安全机制和物理级唯一性使其在硬件安全领域不可替代，而 UID 仅适用于低风险场景的身份标识‌。