一种基于边缘计算PUF指纹提取方法技术

本发明专利技术涉及PUF指纹提取设计领域，尤其涉及一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，包括：S1、利用STM32MP157建立异核通信环境；S2、基于所述异核通信环境进行PUF指纹提取，增加破解边缘计算加解密密钥难度，解决嵌入操作系统不能直接提取puf指纹的问题，提高边缘计算设备处理数据的实时性。处理数据的实时性。处理数据的实时性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算PUF指纹提取方法


[0001]本专利技术涉及PUF指纹提取设计领域，具体涉及一种基于边缘计算PUF指纹提取方法。

技术介绍

[0002]物联网(Internet of things,IoT)是通过各种信息传感器实现物与物、人与物的广泛连接。相比传统互联网，物联网存在海量的终端设备，云计算模型无法有效的对这些终端设备产生的海量数据进行实时传输、计算和存储。可将原有的云端部分业务分配到网络边缘侧进行处理，这样可以满足各种任务的实时性要求。
[0003]边缘计算是为了解决云计算去中心化而提出的方法，目前云计算都是将服务器集中放置在一个数据中心，需要将数据先传输到数据中心然后再进行集中处理，但是随着终端设备不断增多带来的数据量的逐渐增大，传输如此巨大的数据量成本很高，时延也成为瓶颈。边缘计算分布式部署在设备端，即将各种终端设备增加了存储、处理等功能，这样就可以减少传输的数据量，减少时延，降低了成本。同时，隐私数据传输到云端的过程中可能存在泄露的问题，使用边缘计算可以降低数据泄露的可能性
[1]。
[0004]没有两个物体是完全一样的，即使采用相同的工艺来制造它们。虽然我们通常不希望制造过程中产生差异，但是为了安全目的，可以利用和这些差异的相关作用来唯一地识别物理对象。为了便于实现这种作用，可以在集成电路(IC)上实现所谓的物理不可克隆函数(PUF)。利用无序性可以产生一些优势：首先，它可以避免数字密钥永久存储在易受攻击的硬件中，使得所得到的系统更具有抵御侵入和恶意软件攻击的能力。其次，随机性物理差异具有难以克隆或伪造的天然特征，因为完全控制物理介质中的微米和纳米级制造差异是非常困难的，并且即使可能实现，也是非常昂贵的。第三，利用物理系统中的固有差异和熵，有时可以实现密码协议，这为密码学创造了一个替代基础，并且它的安全性不依赖于未经证实的数论假设。PUF可以作为这种新类型的“无序”密码原语最好的代表
[2]。
[0005]虽然边缘计算可以降低数据泄露的可能性，但边缘计算和云服务器一定会存在通信，否则就会失去边缘计算的意义。达到安全通信必然需要对通信进行加密，加密核心安全是对加解密密钥的保护程度。通信使用的加解密密钥是保存在非易失性存储器中，获取puf指纹传统做法是运行在没有操作系统的MCU或FPGA上，边缘计算的设备需要使用操作系统才能满足多协议、多任务支撑。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，通过建立异核通信环境，实现PUF指纹的提取，解决嵌入操作系统不能直接提取puf指纹的问题，提高边缘计算设备处理数据的实时性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，包括：
[0008]S1、利用STM32MP157建立异核通信环境；
[0009]S2、基于所述异核通信环境进行PUF指纹提取。
[0010]优选的，所述利用STM32MP157建立异核通信环境包括：
[0011]利用所述STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4通过通信控制器建立信息传递通道；
[0012]利用所述信息传递通道建立异核通信环境。
[0013]进一步的，利用所述STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4通过通信控制器建立信息传递通道包括：
[0014]将所述Cortex
‑
M4至Cortex
‑
A7的通信方向利用RPMsg框架建立第一信息传递通道；
[0015]将所述Cortex
‑
A7至Cortex
‑
M4的通信方向利用RPMsg框架建立第二信息传递通道；
[0016]将Cortex
‑
M4对应的加载固件、Cortex
‑
M4的控制生命周期传输与建立RPMsg通信通道利用RemoteProc框架建立第三信息传递通道；
[0017]利用所述第一信息传递通道、第二信息传递通道与第三信息传递通道作为信息传递通道。
[0018]优选的，基于所述异核通信环境进行PUF指纹提取包括：
[0019]S2
‑
1、根据所述异核通信环境调整STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4的访问范围内存段定义相同；
[0020]S2
‑
2、利用所述Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4进行提取显示PUF指纹处理。
[0021]进一步的，根据所述异核通信环境调整STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4的访问范围内存段定义相同包括：
[0022]利用所述STM32MP157的Cortex
‑
A7对应的可访问区域地址修改STM32MP157的Cortex
‑
M4对应的地址范围；
[0023]利用所述Cortex
‑
M4对应的地址范围修改设备响应地址与Cortex
‑
A7的访问范围内存段相同。
[0024]进一步的，利用所述Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4进行提取显示PUF指纹处理包括：
[0025]S2
‑2‑
1、加载Cortex
‑
A7的固件，Cortex
‑
M4进行系统初始化处理；
[0026]S2
‑2‑
2、所述Cortex
‑
A7通过RemoteProc通信框架启动协处理器；
[0027]S2
‑2‑
3、建立Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4的RPMsg通信通道；
[0028]S2
‑2‑
4、所述Cortex
‑
M4基于所述RPMsg通信通道将服务名称发送至Cortex
‑
A7；
[0029]S2
‑2‑
5、所述Cortex
‑
M4根据Cortex
‑
A7的服务名称确认信息建立RPMsg端点；
[0030]S2
‑2‑
6、利用所述Cortex
‑
A7请求PUF指纹发送至Cortex
‑
M4；
[0031]S2
‑2‑
7、利用所述Cortex
‑
M4生成显示PUF指纹信息返回至Cortex
‑
A7。
[0032]与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，其特征在于，包括：S1、利用STM32MP157建立异核通信环境；S2、基于所述异核通信环境进行PUF指纹提取。2.如权利要求1所述的一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，其特征在于，所述利用STM32MP157建立异核通信环境包括：利用所述STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4通过通信控制器建立信息传递通道；利用所述信息传递通道建立异核通信环境。3.如权利要求2所述的一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，其特征在于，利用所述STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4通过通信控制器建立信息传递通道包括：将所述Cortex
‑
M4至Cortex
‑
A7的通信方向利用RPMsg框架建立第一信息传递通道；将所述Cortex
‑
A7至Cortex
‑
M4的通信方向利用RPMsg框架建立第二信息传递通道；将Cortex
‑
M4对应的加载固件、Cortex
‑
M4的控制生命周期传输与建立RPMsg通信通道利用RemoteProc框架建立第三信息传递通道；利用所述第一信息传递通道、第二信息传递通道与第三信息传递通道作为信息传递通道。4.如权利要求1所述的一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，其特征在于，基于所述异核通信环境进行PUF指纹提取包括：S2
‑
1、根据所述异核通信环境调整STM32MP157的Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4的访问范围内存段定义相同；S2
‑
2、利用所述Cortex
‑
A7与Cortex
‑
M4进行提取显示PUF指纹处理。5.如权利要求4所述的一种基于边缘计算PUF指纹提取方法，其特征在于，根据所述异核通信环境调整ST...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷双，张磊，吴铤，齐永兴，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：