Die digitale Welt ermöglicht heutzutage, selbstfahrende Autos, vernetzte Geräte oder ganz allgemein das Internet der Dinge. Diese Vernetzung erhöht gleichzeitig die Anforderungen an sichere und vertrauenswürdige eingebettete Geräte. Da diese autonom aber wertschöpfend arbeiten, müssen sie mit den Problemen der physischen Manipulation umgehen können - angefangen vom Diebstahl von Regierungsgeheimnissen bis hin zur Manipulation von Spielautomaten oder dem Hacken von Bitcoin-Geldbörsen.

Aus diesem Grund steigt die Nachfrage nach gesicherten elektronischen Systemen mit eindeutigem Fingerabdruck für einzelne Komponenten zum Schutz vor derartiger Kriminalität. Ein System, bei dem kritische Sensorelemente mit einem eindeutigen Fingerabdruck versehen sind, erhöht nicht nur die Manipulationssicherheit, sondern verhindert auch den Austausch durch gefälschte Komponenten. Die Entwicklung von Bauelementen, Leiterplatten und Sensoren, die sowohl einen eindeutigen Fingerabdruck als auch einen Manipulationsschutz bieten, ist deswegen ein komplexes Unterfangen.

Wir am Lehrstuhl für Schaltungsentwurf arbeiten an neuartigen Konzepten um Fertigungsschwankungen eines Sensorbauelements als zufällige Signatur (‚Physical Unclonable Function‘ – kurz PUF) zu nutzen. Diese Schwankungen werden aus der Impedanz des jeweiligen Sensors erzeugt und müssen temperatur-, feuchtigkeits- und stressunabhängig, extrahiert werden.

Unser Ziel ist es, die zufälligen Variationen, die sich aus den physikalischen Variationen im Herstellungsprozess von Halbleiterbauelementen ergeben, zur Generierung kryptographischer Schlüssel oder zur Authentifizierung zu nutzen.

Um dies zu erreichen, haben wir am Lehrstuhl für Schaltungsentwurf mit unseren Industriepartnern Continental, Infineon, Siemens und dem Fraunhofer AISEC,  ein vom BMBF gefördertes Projekt gestartet um die Fälschungen von Hall-Sensoren zu verhindern.