Reto 5: El desafío del borrado seguro de claves

¿Qué hacemos con las claves cuando los dispositivos alcanzan el final de su vida útil?

Guía de Seguridad de las TIC CCN-STIC 804

Destrucción

• eliminación de original y copias
• se debe garantizar su destrucción, aunque por política puede requerirse su retención durante un periodo a efectos de auditoría

1. Borrado lógico: Uso de software o hardware para sobrescribir áreas de almacenamiento accesibles al usuario con datos no sensibles.
2. Purga: Métodos como sobrescritura, borrado de bloques y borrado criptográfico. Incluye el uso de comandos especializados en el dispositivo para aplicar técnicas avanzadas.
3. Destrucción: Métodos físicos que aseguran que los datos sean irrecuperables incluso con técnicas avanzadas de laboratorio.Ejemplos: pulverización, incineración, trituración y desintegración.

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NIST Special Publication 800-88

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Funciones Físicas No clonables (PUFs)

¿Qué es un PUF?

Una función física no-clonable (PUF) es un circuito digital que usa las variaciones incontrolables introducidas en los procesos de fabricación para generar una huella digital única de cada dispositivo

Algunos datos interesantes

M3MAX

92.000 millones de transistores

El proceso de fabricación de 3nm (marketing) tiene una CGP de 45 nm

¿Qué es un PUF?

Una función física no-clonable (PUF) es un circuito digital que usa las variaciones incontrolables introducidas en los procesos de fabricación para generar una huella digital única de cada dispositivo

Variaciones Procesos de Fabricación

¿Qué es un PUF?

Una función física no-clonable (PUF) es un circuito digital que usa las variaciones incontrolables introducidas en los procesos de fabricación para generar una huella digital única de cada dispositivo

Variaciones Procesos de Fabricación

ID:817483993377263

ID:293998874302939

ID:029388043903738

Tipos de PUFs

Ópticos

Electrónicos

Otros

Patrones introducidos en encapsulado

Explotación de Variaciones físicas y eléctricas

Otros fenómenos como RF, magnetismo, etc.

PUFs Electrónicos: SRAM-PUF

Celda SRAM 6T CMOS

¿Cuál es su estado tras la inicialización (power-up)?

Depende del desajuste físico entre los transistores M2 y M4

PUFs Electrónicos: SRAM-PUF

Celda SRAM 6T CMOS

¿Cuál es su estado tras la inicialización (power-up)?

Depende del desajuste físico entre los transistores M2 y M4

Ideal

Genera un ‘0’

Genera un ‘1’

Pregunta=>Dirección de memoria

Respuesta=> Bit leído

Source: S. Baek, G. -H. Yu, J. Kim, C. T. Ngo, J. K. Eshraghian and J. -P. Hong, "A Reconfigurable SRAM Based CMOS PUF With Challenge to Response Pairs," in IEEE Access, vol. 9, pp. 79947-79960, 2021

PUFs Electrónicos: RO-PUF

Source: Electronics Letters, Volume: 55, Issue: 9, Pages: 510-513, First published: 01 May 2019, DOI: (10.1049/el.2019.0451)

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Este PUF se basa en la comparación de frecuencias de oscilación entre anillos oscilantes (ROs) idénticos. La variabilidad de los procesos de fabricación hace que los retardos en los anillos sean diferentes

Pregunta=> Anillos a comparar

Respuesta=> Quien genera la frecuencia mayor

RETO: ¿Cómo borramos los PUFs?

Al depender la clave de una característica física, el borrado lógico o los típicos mecanismos físicos (campos magnéticos) usados para el borrado de discos duros no son una solución a considerar.

Enviar ideas y propuestas a hmartin@uc3m.es con el asunto"CryptoClub - RETO 5"

En este reto se propone investigar sobre mecanismos de bajo coste y con posibilidad de ser utilizados de manera remota que permitan realizar un “borrado” seguro del PUF al final de su vida útil. Concretamente, se propone investigar el uso de fenómenos de envejecimiento (NBTI y HCI) para el borrado final del PUF.