浅谈PUF技术如何保护知识产权

​在电子产品市场中，游戏机、点读笔、教育平板等品牌电子产品经常受到盗版威胁，盗版事件屡见不鲜。一旦新产品上市，盗版商往往会利用各种工具破解软件，获取其中的内容信息，并推出类似功能但价格很低的盗版产品，以非法牟利。正版厂商因此遭受了经济、品牌等多方面的巨大损失。

反向工程是盗版者常用的方法，通过将已编译的软件转换为可读的源代码，绕过安全机制，获取软件内容。常规手段通常无法解决盗版问题，一些厂商使用加密芯片来保护知识产权，对设备进行认证或加密处理，但加密芯片中薄弱的环节在于密钥。通过暴力剖析、侧信道攻击、逆向工程等方法，攻击者可以获取存储在芯片非易失存储器中的加密密钥，从而实现破解。

针对知识产权保护，PUF技术拥有天然独特的优势，能够提供周全完善的防盗版解决方案，在保护电子产品知识产权领域具有广阔的应用前景。

接下来，让我们一起看看PUF技术是如何保护知识产权的？

PUF，即Physical Unclonable Functions（物理不可克隆功能）的缩写，体现了芯片在生产过程中由于细微制造工艺偏差带来的随机分布、无法复制、不可克隆的物理特征。 每个芯片独特的随机分布可看作"芯片指纹"，并作为硬件信任根 (root of trust) 。由于PUF具备唯一性、不可预测、不可克隆和防篡改的特点，在电子产品知识产权保护领域，可以提供强大且安全有效的解决方案。

利用芯片物理特征的高熵特性，PUF可生成高强度的安全密钥。结合程序加密、代码混淆和完整性保护等手段，PUF可以对核心程序和代码逻辑进行保护，从而有效地防止反向工程攻击。PUF密钥与硬件芯片是绑定的，软件程序只能在实施加密的设备上进行解密和运行。这种绑定确保了软件程序的安全性，即便软件被拷贝其他设备上，由于无法生成相同的解密密钥，软件也无法解密运行。这有效地限制了软件的使用范围，大大增加了盗版的难度。另外，由于PUF密钥不需要存储，这种特性有效地抵御了各种侵入式、半侵入式或者侧信道攻击威胁，使得攻击者无法通过窃取密钥来破解系统。

实际上，PUF技术在国外已广泛应用于知识产权的保护。例如，Intel采用在FPGA上部署PUF IP核，来满足军事、航空航天和政府客户对于专用FPGA的高安全需求。该方案能够使比特流加密密钥与设备唯一密钥绑定在一起，让设备的每个所有者都可以保护设备及其IP。同时，PUF根密钥仅在需要时可用，且不存储在设备的任何位置。任何密钥（或其他敏感数据）都可以使用PUF派生密钥进行加密，将它们物理绑定到设备上，从而无法复制或克隆它们。

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