标识密码算法系统相对于传统的PKI/CA体系,能够在保证安全性的同时简化密钥管理、提高身份认证效率和性能,并降低了证书管理的成本和复杂性,因此在资源受限的大规模物联网环境中非常适用。
在标识密码方案(如SM9和IBC)中,用户的标识可以确定其公钥,而算法的安全性高度依赖于身份标识的关键要素:独特性、不可篡改和不可复制。这些要素对于确保标识密码系统的安全性至关重要。
然而,传统的设备身份标识方法主要通过设备独特编号(如MAC地址、IMEI号)或通过身份标识外部注入等方式来实现。不过,这些方法存在一些安全问题。例如,MAC地址是由网卡硬件制造商分配的独特标识,但可以通过技术手段进行伪造或修改。同样,IMEI号作为手机制造商分配的独特标识,也可能会被篡改或复制。
而身份标识注入需要通过第三方在芯片制造或部署过程中进行,这带来了供应链安全风险和可能遭受各类入侵攻击的风险。这些风险同样可能导致身份标识的伪造、复制和篡改等问题。
因此,尽管这些传统方法在一定程度上能够标识设备身份,但它们无法提供足够强大的安全性,因而也就影响了标识密码系统的整体安全性。
在标识密码系统的应用中,PUF技术通过提取芯片物理特征,可为物联网设备建立起独特的固有身份标识。相比传统的设备身份标识方案,PUF固有身份标识具有以下显著优势:
独特性:PUF技术利用芯片制造过程中的不可控随机细微偏差,具备物理随机性和高熵特性。每颗芯片的PUF特征都是独特的,使得设备之间能够被准确区分和识别。
不可篡改:由于PUF标识是由芯片的物理特性生成的,一旦芯片制造完成,便无法通过外部手段对其进行篡改或修改。这保证了设备身份标识的稳定性和可靠性。
不可复制:每个设备的PUF物理特征是芯片固有的,只能在电子尺度下被识别,无法通过控制制造工艺进行克隆或复制。即使是同一制造商或芯片的拥有者也难以实现复制,从而提高了设备的安全性。
无需注入:PUF特征由芯片内部自动生成,无需第三方进行注入或干预,可有效避免传统身份标识注入方法中的供应链复制或篡改风险。
采用PUF技术为设备提供固有的身份标识,能够有效解决标识密码系统对设备身份独特性、不可篡改、不可复制的要求,从而大大降低了设备身份标识伪造和冒用的风险,为标识密码系统在物联网安全、网络通信和数据安全等领域的实际应用和推广提供了可靠保障。