本发明专利技术获得不受器件制造时的影响、或不受器件的经年劣化的影响，而输出满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰的装置。该装置具有比特生成部(310)，该比特生成部(310)具备：短时脉冲波形干扰产生电路(330)，以及比特变换电路(340)，将短时脉冲波形干扰的形状变换为信息比特；短时脉冲波形干扰产生电路通过搭载多个组合电路(331)，而输出多个不同的短时脉冲波形干扰；比特生成部还具有：选择器(332)，根据选择信号从多个不同的短时脉冲波形干扰中选择一个短时脉冲波形干扰，对比特变换电路进行输出，该装置还具备：性能评价/控制部(350)，通过输出选择信号来取得与多个不同的短时脉冲波形干扰的各自所对应的比特信息，并基于各个比特信息来确定满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术获得不受器件制造时的影响、或不受器件的经年劣化的影响，而输出满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰的装置。该装置具有比特生成部(310)，该比特生成部(310)具备：短时脉冲波形干扰产生电路(330)，以及比特变换电路(340)，将短时脉冲波形干扰的形状变换为信息比特；短时脉冲波形干扰产生电路通过搭载多个组合电路(331)，而输出多个不同的短时脉冲波形干扰；比特生成部还具有：选择器(332)，根据选择信号从多个不同的短时脉冲波形干扰中选择一个短时脉冲波形干扰，对比特变换电路进行输出，该装置还具备：性能评价/控制部(350)，通过输出选择信号来取得与多个不同的短时脉冲波形干扰的各自所对应的比特信息，并基于各个比特信息来确定满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰。【专利说明】
本专利技术涉及认证及加密等安全性(security)，具体而言，涉及以生成认证所需的器件固有的识别符、加密所需的秘密秘钥等为目的的器件固有信息生成装置及器件固有信息生成方法。
技术介绍
在ASIC及FPGA等半导体器件中，即使在同一种类的器件上安装同一电路，由于门(gate)延迟等器件特性针对每个器件个体而不同，也会存在针对每个器件个体而得到不同输出的现象。产生这样的现象的电路或这样的技术被称为物理不可克隆功能(PhysicalUnclonable Function)或物理不克隆(Physical Uncloning)技术(在下述说明中，将该技术称为PUF)，期待着对于所谓认证及加密的用途的应用。作为PUF的例子，有利用了在组合电路的输出信号中所产生的短时脉冲波形干扰(glitch)的现有技术(例如，参考专利文献I)。图13为专利文献I所示的PUF (以下称为短时脉冲波形干扰PUF)的基本构成图、以及具体的信号处理的说明图。图13(a)所示的短时脉冲波形干扰PUF1301构成为具备:数据寄存器群1320、短时脉冲波形干扰产生电路1330、以及比特变换电路1340。在此，所谓短时脉冲波形干扰为，在信号的数值变化时的过渡状态中可看到的数值以O和I重复进行激烈变化的现象。此时，在信号波形所产生的波峰在此也称为短时脉冲波形干扰。就图13 (a)而言，使对于由组合电路所构成的短时脉冲波形干扰产生电路1330的输入信号1311的数值变化时，与之相应地使输出信号1312的值变化。在至该变化结束为止的过渡状态中，产生短时脉冲波形干扰。以后，将包含有短时脉冲波形干扰的信号称为短时脉冲波形干扰信号。短时脉冲波形干扰根据安装有短时脉冲波形干扰产生电路1330的器件个体的特性而变化。换言之，即使为相同的短时脉冲波形干扰产生电路1330，也针对各器件的每一个而产生不同的短时脉冲波形干扰。因此，根据短时脉冲波形干扰的形状，决定O或I的值，从而能够针对各器件的每一个产生不同的短时脉冲波形干扰。作为值的决定方式，例如有如下方法:如果短时脉冲波形干扰所包含的波峰的个数为偶数则设为0，如果为奇数则设为I。以上的由短时脉冲波形干扰PUF1301实施的比特生成处理的流程如图13(b)所示。此外，将短时脉冲波形干扰形状变换为比特的比特变换电路1340的处理的实装例如图13(c)所示。在图13(c)中，示出了利用反转触发器(toggle flip-flop)(以下简称为反转FF)的比特变换电路1340，以及其动作的时序图。反转FF是对于I次上升沿信号的输入，所输出的值反转(如果为O则变为1，如果为I则变为O)的电路。依据此原理，包含在短时脉冲波形干扰的波峰的数量为偶数和奇数中的哪一个将会一一对应于输出的反转次数的偶数、奇数，结果，一一对应于0、1的比特值。通过图13所示的一系列处理，成为对应于输入信号1311而生成I比特。通过改变输入信号1311变化的方法而进行多次这样的处理，从而能够生成由多个比特所构成的比特列。换言之，将对于短时脉冲波形干扰生成电路1330的输入信号设为η比特时，通过进行例如O — 1、0 — 2、...、0 — 2η-1这样的2η-1个变化的方法，能够生成2η-1比特的比特列。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第11/086688号小册子
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，专利文献I所示的短时脉冲波形干扰PUF1301的构成中，存在下述的技术问题。在将短时脉冲波形干扰PUF1301安装于FPGA及ASIC等器件时的性能，在实际制造器件为止并不明确。因此，有可能在实际制造器件时并未满足所期望的性能。在此，性能是指例如信息量、错误率。此外，即使在器件的制造当初满足了所期望的性能，也有可能因器件的经年劣化而变得不满足所期望的性能。那么，以下说明因器件的经年劣化而导致信息量减少的理由。短时脉冲波形干扰基于构成短时脉冲波形干扰产生电路1330的门的延迟特性而产生。因为该延迟特性根据器件的经年劣化而变化，所以短时脉冲波形干扰的方式也根据装置的经年劣化而变化。图14为示出以往的短时脉冲波形干扰PEF的短时脉冲波形干扰产生电路的经年变化的状态的说明图。如图14所示，如果短时脉冲波形干扰产生电路1430经年变化，则产生难以发生短时脉冲波形干扰、或不会发生短时脉冲波形干扰的状况。其结果，所生成的信息量减少。原因在于，例如在如上述那样的根据短时脉冲波形干扰的波峰的数量是偶数还是奇数来决定比特的方法中，如果短时脉冲波形干扰在最初时未发生(波峰的个数为O)，则比特必定会变为O。作为不满足所期望的信息量或错误率的结果，无法生成所期望的比特长的识别符或秘密秘钥，产生产品设备不发挥功能的不良状况。本专利技术为了解决前述的问题而作出的，目的在于获得一种，其不受器件制造时的影响，或不受装置经年劣化的影响，而能够输出满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰。解决技术问题的技术方案本专利技术的器件固有信息生成装置通过具备比特生成部而在半导体器件内生成半导体器件的固有信息，该比特生成部具有短时脉冲波形干扰产生电路以及比特变换电路，其中该短时脉冲波形干扰产生电路输出组合电路的输出信号中产生的短时脉冲波形干扰，该比特变换电路将短时脉冲波形干扰的形状变换为信息比特，其中，短时脉冲波形干扰产生电路通过搭载多个组合电路，而构成为输出多个不同的短时脉冲波形干扰的上位短时脉冲波形干扰产生电路；比特生成部还具有:选择器，通过从外部接收选择信号，而从由短时脉冲波形干扰产生电路所输出的多个不同的短时脉冲波形干扰中选择一个短时脉冲波形干扰，并对比特变换电路输出；该器件固有信息生成装置还具备:性能评价/控制部，以从多个不同的短时脉冲波形干扰中依次选择一个短时脉冲波形干扰的方式输出选择信号，由此取得与多个不同的短时脉冲波形干扰的各自对应地由比特变换电路所变换的各个比特信息，基于各个比特信息，来确定满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰，并以输出所确定的短时脉冲波形干扰作为半导体器件的固有信息的方式来指定选择信号。此外，本专利技术的器件固有信息生成方法适用于器件固有信息生成装置，而用于在半导体器件内生成半导体器件的固有信息，该固有信息生成装置具有短时脉冲波形干扰产生电路以及比特变换电路，其中该短时脉冲波形干扰产生电路输出组合电路的输出信号中产生的短时脉冲波形干扰，该比特变换电路将短时脉冲波形干扰的形状变本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种器件固有信息生成装置，通过具备比特生成部而在半导体器件内生成所述半导体器件的固有信息，该比特生成部具有短时脉冲波形干扰产生电路以及比特变换电路，其中该短时脉冲波形干扰产生电路输出组合电路的输出信号中产生的短时脉冲波形干扰，该比特变换电路将所述短时脉冲波形干扰的形状变换为信息比特，该器件固有信息生成装置的特征在于：所述短时脉冲波形干扰产生电路通过搭载多个组合电路，而构成为输出多个不同的短时脉冲波形干扰的上位短时脉冲波形干扰产生电路；所述比特生成部还具有：选择器，通过从外部接收选择信号，而从由所述短时脉冲波形干扰产生电路所输出的所述多个不同的短时脉冲波形干扰中选择一个短时脉冲波形干扰，并对所述比特变换电路输出；该器件固有信息生成装置还具备：性能评价/控制部，以从所述多个不同的短时脉冲波形干扰中依次选择一个短时脉冲波形干扰的方式输出所述选择信号，由此取得与所述多个不同的短时脉冲波形干扰的各自对应地由所述比特变换电路所变换的各个比特信息，基于所述各个比特信息，来确定满足所期望的性能的短时脉冲波形干扰，并以输出所确定的短时脉冲波形干扰作为所述半导体器件的所述固有信息的方式来确定所述选择信号。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：清水孝一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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