基于最优控制电压的高鲁棒性PUF电路设计

reasonant-j · 发表于 2021-2-3 11:00

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摘要：物理不可克隆函数（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｎｃｌｏｎａｂｌｅＦｕｎｃｔｉｏｎｓ，ＰＵＦ）电路作为一种新型的信息安全电路，依赖集成电路制造过程中硅器件的固有工艺偏差产生密钥．本文提出一种高鲁棒性ＰＵＦ电路设计方案，首先分析ＭＯＳＦＥＴ在零温度系数点（ＺｅｒｏＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ＺＴＣ）的工作特性，然后结合提高ＰＵＦ电路鲁棒性的途径，确定ＰＵＦ电路的结构及最优控制电压，最终达到密钥稳定可靠的目的．在ＴＳＭＣ６５ｎｍＣＭＯＳ工艺下对所设计的ＰＵＦ电路进行版图设计，面积为１４８９μｍ×１２１４μｍ．实验结果显示在最优控制电压下ＰＵＦ电路的鲁棒性最低为９６％．

关键词：物理不可克隆函数；零温度系数点；鲁棒性；电路设计

物理不可克隆函数电路［１］是一种依赖集成电路本身特性的函数发生电路，产生的数字信号可以作为芯片的身份标识．其中，集成电路的本身特性是指在其制造过程中由于不可控的工艺偏差存在，致使相同电路产生信号的大小及传输延迟出现偏差．ＰＵＦ电路借助集成电路的这种内在特性，通过对比或其它方式处理偏差信号，最终产生响应信号，因此，每个ＰＵＦ电路拥有唯一的函数功能，称为ＰＵＦ电路的唯一性［２］；同时对响应信号中的每一位而言，输出逻辑０和逻辑１的概率几乎相等，称为ＰＵＦ电路的随机性［３］．由于工艺偏差的不可控性，即使攻击者已明确ＰＵＦ电路的结构信息，同样难以克隆出具有相同函数功能的ＰＵＦ电路，称为ＰＵＦ电路的不可克隆性．以上特点使得ＰＵＦ电路可以有效地防御包括侵入式攻击［４］的多种攻击模式．因此，ＰＵＦ电路可作为安全芯片应用于身份认证［５］、密钥产生［６］和硬件知识产权保护等多种安全系统中．

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srilri2 · 发表于 2021-2-3 13:10

最优控制电压

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[毕业设计] 基于最优控制电压的高鲁棒性PUF电路设计

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