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Perez-Jimenez, MarinaAutor o CoautorSanchez, Borja BordelAutor (correspondencia)Alcarria, RamonAutor o Coautor

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3 de junio de 2019
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Artículo
Sí

Protecting Private Communications in Cyber-Physical Systems through Physical Unclonable Functions

Publicado en: Electronics. 8 (4): 390- - 2019-04-01 8(4), DOI: 10.3390/electronics8040390

Autores:

Perez-Jimenez, Marina; Sanchez, Borja Bordel; Migliorini, Andrea; Alcarria, Ramon
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Afiliaciones

Grupo de dispositivos magnéticos del ISOM. Universidad Politécnica de Madrid - Autor o Coautor
Max Planck Inst Microstruct Phys, D-06120 Halle, Germany - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Dept Geospatial Engn, Madrid 28031, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid, Inst Sistemas Optoelect & Microtecnol, E-28040 Madrid, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Cyber-physical systems (CPS) are envisioned to change the whole of society. New engineered systems joining physical and digital solutions are being employed in industry, education, etc. These new systems are networked by default, and private information is shared among the different components related to users, critical infrastructures, or business operations. In this context, it is essential to encrypt those communication links to protect such information. However, even most complicated schemes based on hybrid (asymmetric and symmetric) solutions, finally require physical devices to store a secret key. This approach is cryptographically weak, as any person with physical access to the device could obtain that key. Therefore, in this paper we propose the use of physical unclonable functions (PUF) to generate secret keys for lightweight encryption schemes. Using PUFs, any attempt to capture the key is changing the original secret stream, and even manufacturers are not able to build two identical PUFs. The proposed key generator is based on magnetic materials and lightweight pseudorandom number generators to meet the low-cost and small size requirements of CPS. In particular, materials with an activated exchange-bias effect are employed, together with simple copper coils. The encryption process can be based on a simple XOR gate because of the robustness of the proposed key generator. In order to evaluate the performance of the proposed technology, an experimental validation based on simulation scenarios is also provided.
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Palabras clave

Cyber-physical systemsEncryptionExchange biasPhysical unclonable functionsRobustSecurityStreaming communications

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Electronics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2019, se encontraba en la posición 125/266, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Engineering, Electrical & Electronic. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Computer Networks and Communications.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-25:

  • WoS: 12
  • Scopus: 16
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-25:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 15.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 15 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Asignación de un Handle/URN como identificador dentro del Depósito en el Repositorio Institucional: https://oa.upm.es/85494/

Como resultado de la publicación del trabajo en el repositorio institucional, se han obtenido datos estadísticos de uso que reflejan su impacto. En términos de difusión, podemos afirmar que, hasta la fecha

  • Visualizaciones: 119
  • Descargas: 17
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Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Germany.

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (PEREZ JIMENEZ, MARINA) y Último Autor (ALCARRIA GARRIDO, RAMON PABLO).

el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido BORDEL SANCHEZ, BORJA.

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Reconocimientos ligados al ítem

The research leading to these results has received funding from the Ministry of Economy and Competitiveness through SEMOLA (TEC2015-68284-R) project and from the Ministry of Science, Innovation and Universities through VACADENA (RTC-2017-6031-2) project.
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