Silicon Labs如何在物联网设备的无线SoC中使用物理不可克隆功能（PUF）技术

时间： 2021-01-08 来源：Silicon Labs

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Silicon Labs（亦称“芯科科技”）物联网安全高级产品经理Mike Dow近期解释了Silicon Labs如何在物联网设备的无线SoC中使用物理不可克隆功能（Physical Unclonable Functions，PUF）技术。SILICON LABS在其Secure Vault物联网安全软件中使用了SRAM PUF的技术，得以利用SRAM的固有随机性，从而获得设备独有的单个对称密钥。SRAM PUF技术在市场上具有值得信赖的可靠性记录。由于我们的客户在现场部署的设备通常要求运行超过10年以上的时间，因此我们需要具有长期可靠性历史的PUF技术。

Silicon Labs通过PUF来创建密钥加密密钥(KEK)，用于封装(加密)系统中的其他密钥，并将它们存储在内部或外部存储器中。“因为这个KEK只用于访问包装密钥，它的使用时间是有限的，这反过来限制了它暴露于许多类型的攻击。此外，重构KEK的过程只发生在Power on Reset (POR)事件上，这进一步限制了对生成密钥的过程的访问。

在Silicon Labs的设计中，除加密密钥外，每一代密钥都由符合NIST标准的真随机生成器(TRNG)执行

“在这种设计中，除KEK之外的每一个密钥生成都由符合NIST标准的TRNG来执行，然后密钥包装为AES加密。在安全行业中，TRNG和AES技术都是常见的、易于理解的、经过测试和被验证的。Silicon Labs还使用256位密钥来增加AES加密的强度，然后在AES算法上应用了差分功率分析(DPA)侧通道保护，进一步增强其对黑客攻击的抵抗能力。该设备的所有密钥材料都以这种方式封装，包括在一次可编程(OTP)内存中生成并存储的ECC公私身份密钥对。

当实现需要许多对不对称密钥的复杂云安全方案时，能够在几乎无限的内部或外部内存中安全地存储密钥是一个主要优势。另一种方法是将其存储在纯文本中，但这种方法需要高度物理安全的内存，保护起来既复杂又昂贵。Dow评论道：“在设计芯片时，你必须选择一个最佳的安全内存大小。然而，无论你选择什么尺寸，几乎可以保证在产品的使用寿命中都是不够的。”

PUF创建一个秘密的、随机的和唯一的密钥，并且PUF-key加密在安全密钥存储中的所有密钥，在启动时生成，而不是存储在flash中

值得一提的是，Secure Vault提供的密钥管理方案的另一个优点是通过使用AES加密，你还可以要求一个初始向量来提供算法。“这个初始向量就像有一个额外的128位密码，需要使用该密钥执行任何安全操作。然后，该密码可以被人类或运行在芯片上的其他应用程序使用，从而提供使用密钥的双重身份验证。”

“作为一层额外的保护，Secure Vault技术中包含了一个复杂的篡改保护方案，如果检测到篡改，可以破坏PUF重构数据。一旦重构数据被销毁，存储的密钥材料就再也不能被访问了。“

总结来说，Silicon Labs选择了市场上最可靠的PUF技术，并将其功能限制为只能提供一个KEK来包装或打开关键材料。通过使用另一个双因素身份验证密码，可以进一步保护该密钥。此外，Silicon Labs提供多种篡改保护源，可以破坏PUF密钥，使其无法解密受其保护的所有其他密钥。即使黑客投入了大量的时间和资源来重新设计设备并恢复KEK，他们也只危及了一台设备。”

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本文由一号演员转载自Silicon Labs，原文标题为:知识库－通过PUF技术提高物联网安全防护层级，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

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大虫子 Lv7. 资深专家 2021-03-31

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型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F128GM40-C,EFR32FG23A010F256GM48-C,EFR32FG23B010F512IM40-C,EFR32FG23A020F512GM48-C,EFR32FG23B021F512IM48-C1,EFR32FG23A021F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM48-C,EFR32FG23A010F256GM40-C,EFR32FG23B010F512IM48-C,EFR32FG23A020F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM40-C,EFR32FG23B021F512IM40-C,EFR32FG23A011F512GM40-C,EFR32FG23B020F512IM40-C,EFR32FG23A020F256GM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-CR,EFR32FG23,EFR32FG23B020F128GM40-C,EFR32FG23B021F512IM48-C,EFR32,EFR32FG23A020F256GM40-C,EFR32FG23B020F512IM48-C

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型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F128GM40-C,EFR32FG23A010F256GM48-C,EFR32FG23B010F512IM40-C,EFR32FG23A020F512GM48-C,EFR32FG23A021F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM48-C,EFR32FG23A010F256GM40-C,EFR32FG23B010F512IM48-C,EFR32FG23A020F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM40-C,EFR32FG23B021F512IM40-C,EFR32FG23A011F512GM40-C,EFR32FG23B020F512IM40-C,EFR32FG23 FAMILY,EFR32FG23A020F256GM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-CR,EFR32FG23,EFR32FG23B020F128GM40-C,EFR32FG23B021F512IM48-C,EFR32,EFR32FG23B020F512IM48-C,EFR32FG23A020F256GM40-C

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EFR32FG23无线SoC系列数据手册

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型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F512IM40-B,EFR32FG23A020F512GM48-B,EFR32FG23A010F256GM48-B,EFR32FG23A021F512GM40-B,EFR32FG23B010F512IM48-B,EFR32FG23A020F512GM40-B,EFR32FG23B010F128GM40-B,EFR32FG23A010F256GM40-B,EFR32FG23A020F256GM48-B,EFR32FG23B020F512IM40-B,EFR32FG23A011F512GM40-B,EFR32FG23 FAMILY,EFR32FG23B020F512IM48-BR,EFR32FG23A010F512GM48-B,EFR32FG23,EFR32FG23A020F256GM40-B,EFR32FG23B020F512IM48-B,EFR32FG23B020F128GM40-B,EFR32,EFR32FG23A010F512GM40-B

March, 2022 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持采购服务

EFR32FG23无线SoC系列数据手册

型号- EFR32FG23B010F128GM40-C,EFR32FG23A010F256GM48-C,EFR32FG23B010F512IM40-C,EFR32FG23A020F512GM48-C,EFR32FG23A021F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM48-C,EFR32FG23A010F256GM40-C,EFR32FG23B010F512IM48-C,EFR32FG23A020F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM40-C,EFR32FG23B021F512IM40-C,EFR32FG23A011F512GM40-C,EFR32FG23B020F512IM40-C,EFR32FG23A020F256GM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-CR,EFR32FG23,EFR32FG23B020F128GM40-C,EFR32FG23B021F512IM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-C,EFR32FG23A020F256GM40-C

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描述- EFR32BG24无线SoC系列是适用于蓝牙低功耗和蓝牙网状网络的无线连接解决方案。该系列具备高性能2.4GHz射频、低功耗、AI/ML硬件加速器和Secure Vault等关键特性，适用于物联网设备制造，旨在创建智能、稳健且节能的产品，同时确保产品安全可靠。该系列采用Cortex-M33内核，最高运行频率78MHz，并配备1536kB闪存和256kB RAM，适用于对资源要求较高的应用。

型号- EFR32BG24B110F1536IM48-B,EFR32BG24B210F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM40-B,EFR32XG24,EFR32BG24A010F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM48-B,EFR32BG24B220F1024IM48-B,EFR32BG24B020F1536IM48-BR,EFR32,EFR32BG24,EFR32BG24A010F1024IM40-B

October, 2024 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

EFR32BG24无线SoC系列数据手册

描述- 该资料介绍了EFR32BG24无线SoC系列芯片，适用于蓝牙低能耗和蓝牙网状网络连接。该系列芯片具备高性能2.4GHz射频、低功耗、AI/ML硬件加速器和安全保险库等功能，旨在为物联网设备制造商提供智能、稳健且节能的产品。其主要特点包括：32位ARM Cortex-M33核心最高运行频率78MHz，高达1536KB的闪存和256KB的RAM，高性价比设计，支持多种外围设备接口和应用协议。

型号- EFR32BG24B110F1536IM48-B,EFR32BG24B210F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM40-B,EFR32XG24,EFR32BG24A010F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM48-B,EFR32BG24 FAMILY,EFR32BG24B220F1024IM48-B,EFR32BG24B020F1536IM48-BR,EFR32,EFR32BG24,EFR32BG24A010F1024IM40-B

March, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.1 代理服务技术支持采购服务

EFR32BG24无线SoC系列数据手册

描述- EFR32BG24无线SoC系列专为蓝牙低能耗和蓝牙网状网络连接设计，适用于智能家居、照明、便携式医疗设备等领域。该系列具备高性能2.4GHz射频、低功耗、AI/ML硬件加速器和安全保险库等功能，旨在为物联网设备制造商提供智能、稳健且节能的产品。

型号- EFR32BG24B110F1536IM48-B,EFR32BG24B210F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM40-B,EFR32BG24A010F1024IM48-B,EFR32BG24A020F1024IM48-B,EFR32BG24B220F1024IM48-B,EFR32BG24B020F1536IM48-BR,EFR32BG24,EFR32BG24A010F1024IM40-B

August, 2022 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持采购服务

EFR32BG24无线SoC系列数据手册

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EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料详细介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的特性、应用领域和订购信息。该系列SoC适用于物联网设备，具有低功耗、高性能、多协议支持等特点，适用于智能家居、照明、健康与健身、计量、家庭和楼宇自动化及安全等领域。

型号- EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM48-B

September, 2024 - SILICON LABS - 数据手册 - Revision 1.6 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的技术规格和应用。这款SoC适用于物联网设备，具有低功耗、高性能的特点，支持多种无线通信协议，包括Zigbee、Thread、蓝牙低能耗（BLE）等。它集成了射频收发器、微控制器核心、内存和其他外围设备，适用于智能家居、照明、健康与健身、计量、家庭和建筑自动化等领域。

型号- EFR32XG14,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM48-B,EFR32MG14 FAMILY,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG FAMILIES,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32

June, 2022 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.5 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列，这是一款适用于物联网设备的低功耗、高性能单芯片解决方案。它支持多种无线协议，包括Zigbee、Thread、蓝牙低能耗（BLE）等，并具备高集成度的射频收发器、丰富的外设接口和高效的能效管理功能。

型号- EFR32XG14,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM48-B,EFR32MG14 FAMILY,EFR32MG14P731F256GM48-B,EFR32MG FAMILIES,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32

September, 2020 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.3 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的技术规格和应用。这款SoC适用于物联网设备，具有低功耗、高性能的特点，支持多种无线通信协议，包括Zigbee、Thread、蓝牙低能耗（BLE）等。它集成了射频收发器、MCU核心、内存和其他外设，旨在实现节能的多协议、多频段网络。

型号- EFR32MG14P731F256GM48-BR,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P733F256GM48-BR,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM48-BR,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM32-BR,EFR32MG14P632F256GM32-BR,EFR32MG14P732F256GM48-B,EFR32MG14P731F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM48-BR,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32MG14P732F256GM48-BR,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32MG14P733F256IM48-BR,EFR32MG14P732F256IM32-BR

August, 2018 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的技术规格和应用。这款SoC适用于物联网设备，具有低功耗、高性能的特点，支持多种无线通信协议，包括Zigbee、Thread、蓝牙低能耗（BLE）等。它集成了射频收发器、MCU核心、内存和其他外设，适用于智能家居、照明、健康与健身、计量、家庭和楼宇自动化等领域。

型号- EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14,EFR32MG14P733F256GM48-BR,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM48-BR,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM32-BR,EFR32MG14P632F256GM32-BR,EFR32MG14P732F256GM48-B,USART1,EFR32MG14P632F256GM48-B,TIMER1,EFR32MG14P632F256GM48-BR,EFR32MG14P632F256GM32-B,TIMER0,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG14P732F256GM48-BR,USART0,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32MG14P733F256IM48-BR,EFR32MG14P732F256IM32-BR,WTIMER0

March 2018 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.1 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的技术规格和应用。这款SoC适用于物联网设备，具备低功耗、高性能和多协议支持的特点，适用于智能家居、照明、健康与健身、计量、家庭和楼宇自动化及安全等领域。

型号- EFR32XG14,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32,EFR32MG14P732F256GM48-B

December, 2020 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.4 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列，这是一款适用于物联网设备的低功耗、高性能单芯片解决方案。它支持多种无线协议，具有高能效、快速唤醒时间、可扩展功率放大器和无妥协的MCU功能。

型号- EFR32XG14,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM48-B,EFR32MG14P731F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32

August, 2018 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务

EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品介绍

描述- 该资料介绍了EFR32MG14 Mighty Gecko多协议无线SoC系列产品的技术规格和应用。这款SoC适用于物联网设备的多协议、多频段网络，具有低功耗、高性能的特点。它集成了ARM Cortex-M4内核、多种无线通信协议支持、丰富的外设接口和高效的能源管理功能。

型号- EFR32XG14,EFR32MG14P733F256IM48-B,EFR32MG14P732F256IM32-B,EFR32MG14,EFR32MG14P732F256IM48-B,EFR32MG14P732F256GM32-B,EFR32MG14P732F256GM48-B,EFR32MG14P731F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM48-B,EFR32MG14P632F256GM32-B,EFR32MG14P733F256GM48-B,EFR32MG,EFR32XG14P733F256GM48-AR,EFR32

August, 2018 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务

【经验】多协议无线SoC EFR32MG的ZigBee开发之Token使用教程

EFR32MG系列是Silicon Labs公司针对多协议推出的无线SOC，单芯片可以支持Sub-G、蓝牙、Thread和Zigbee多种协议。Token是用来存储非易失性数据的即掉电后也能保存，本文档指导大家如何在EmberZNet PRO应用程序中自定义Token来存储非易失性数据。

2019-02-13 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

【经验】基于Silicon Labs 无线SoC EFR32MG的PTI抓包工具的使用

Silicon Labs的Zigbee无线SoC EFR32MG在Zigbee的应用中占有非常多的份额，主要的优势为集成PA，最高19.5dbm的发射功率，-102.7dbm接收灵敏度，整个链路预算即122.2db，穿墙的效果非常好。全球范围内使用EFR32MG作为Zigbee网关的产品高达80%。本文讲述基于Silicon Labs 无线SoC EFR32MG的PTI抓包工具的使用方法。

2019-01-18 - 设计经验代理服务技术支持采购服务