54、硬件安全与无卡银行系统技术解析

硬件安全与无卡银行系统技术解析

在当今数字化时代，硬件安全和便捷的金融交易系统变得至关重要。一方面，半导体制造行业面临着恶意电路插入和逆向工程的威胁，导致巨大的收入损失，因此硬件安全的需求日益凸显。另一方面，传统的刷卡支付系统存在安全隐患，如PIN码遗忘、被盗刷等问题，促使人们寻求更安全、便捷的支付方式。本文将深入探讨基于密钥的数字设计混淆技术在硬件安全中的应用，以及基于树莓派的指纹认证无卡银行系统的设计与实现。

基于密钥的数字设计混淆技术

在硬件安全领域，混淆技术是实现安全的重要手段。通过在系统中添加加密功能，使用密钥来保护电路的操作和设计，从而隐藏电路的实际功能，防止第三方未经授权的访问和非法生产。

相关工作

近年来，针对顺序和组合电路的硬件混淆技术得到了广泛的研究和发展。早期的逻辑混淆技术主要采用有限状态机（FSM）插入的方法，但这些方法存在被逆向工程破解的风险。此外，基于逻辑门（如xnor/xor、or/and和多路复用器）的加密技术也存在一些局限性，如高开销等问题。为了提高安全性，一些研究将混淆FSM与物理不可克隆函数（PUFs）相结合，实现了IC计量，为每个芯片赋予了独特的签名。

固定、时变和动态密钥混淆

在硬件混淆中，常用的方法是使用多路复用器插入密钥位。根据密钥输入的不同，输出可以是正确信号或混淆信号。主要有以下三种类型的混淆技术：
- 固定混淆 ：对于固定的正确密钥输入，输出是正确的；对于其他错误的密钥输入，输出始终是错误的。例如，假设正确的密钥组合是“01”，当{K[0], K[1] } = {0, 1}时，输出为有效信号组合。
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