一种物理芯片指纹生成方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种物理芯片指纹生成方法，包括：生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；依据第一操作信号和地址对存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；对存储阵列进行读出操作，判断存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，若是，则完成存储阵列的指纹生成；若否，则：生成物理芯片存储阵列的第二操作信号；依据第二操作信号和地址对存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至对存储阵列进行读出操作时，判断存储阵列单元的阈值分布满足预设值。本发明专利技术能够提高物理芯片的可靠性。本发明专利技术还公开了一种物理芯片指纹生成系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及芯片加密
，尤其涉及一种物理芯片指纹生成方法及系统。
技术介绍
随着信息化产业的发展，越来越多的电子产品进入到大众视野并成为生活必须品。电子产品的信息安全已然成为目前面临的一个重要挑战。而作为电子产品的核心部件——集成电路芯片，成为安全防护研究的重中之重。物理安全芯片的原理是在芯片中设置一定的防护措施，使得芯片即使被窃取，攻击者也无法获取其内部含有的机密信息。常见的物理防护方法包括：在芯片中设置金属的防护层、钝化层采用易受强酸碱腐蚀的材料以及打乱芯片内部一些电路模块的排序等。但是，这些物理防护方法只是在一定程度上增加了攻击者盗取芯片数据的难度，加大了攻击者攻击芯片信息所付出的代价，并不能从根本上杜绝攻击者对芯片数据的盗取。
技术实现思路
本专利技术提供了一种物理芯片指纹生成方法，能够提高物理芯片的可靠性。本专利技术提供了一种物理芯片指纹生成方法，包括：生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；对所述存储阵列进行读出操作，判断所述存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，若是，则完成所述存储阵列的指纹生成；若否，则：生成所述物理芯片存储阵列的第二操作信号；依据所述第二操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至对所述存储阵列进行读出操作时，判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值。优选地，所述依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行弱编程或过编程操作包括：生成所述物理芯片待编程的存储阵列的单元地址、编程值和编程时长；依据所述待编程的存储阵列的单元地址产生一个编程源线电压和一个编程字线电压；将所编程源线电压和编程字线电压加载到所述待编程的存储阵列的源线和字线；依据所述编程值生成编程电流；通过所述编程电流在所述编程时长内对所述待编程的存储阵列进行编程。优选地，所述依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除或弱擦除包括：生成所述物理芯片待擦除的存储阵列的单元地址和擦除时长；依据所述待擦除的存储阵列的单元地址产生一个擦除字线电压；将所述擦除字线电压加载到所述待擦除的存储阵列的字线；依据所述擦除时长，在所述擦除时长内对所述待擦除的存储阵列进行擦除。优选地，所述对所述存储阵列进行读出操作包括：生成所述物理芯片待读取的存储阵列的单元地址和读操作信号；依据所述待读取的存储阵列的单元地址产生一个读取字线电压；将所述读取字线电压加载到所述待读取的存储阵列的字线；依据所述读操作信号检测流过所述待读取的存储阵列的电流大小，并依据所述电流大小输出读操作结果。一种物理芯片指纹生成系统，包括：生成单元，用于生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；操作单元，用于依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；读出操作单元，用于对所述存储阵列进行读出操作，判断所述存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，当判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值时，完成所述存储阵列的指纹生成；当判断所述存储阵列单元的阈值分布不满足预设值时，所述生成单元还用于生成所述物理芯片存储阵列的第二操作信号；所述操作单元，还用于依据所述第二操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至所述读出操作单元对所述存储阵列进行读出操作时，判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值。优选地，所述操作单元包括：逻辑控制电路，用于生成所述物理芯片待编程的存储阵列的单元地址、编程值和编程时长；可调高压电路，用于基于所述逻辑控制电路的控制，依据所述待编程的存储阵列的单元地址产生一个编程源线电压和一个编程字线电压；行译码电路，用于对所述编程源线电压和编程字线电压进行选择，将所编程源线电压和编程字线电压加载到所述待编程的存储阵列的源线和字线；编程电流产生电路，用于通过所述逻辑控制电路根据所述编程值的控制生成编程电流；列译码电路，用于与所述编程电流产生电路相连；所述逻辑控制电路，还用于通过所述编程电流在所述编程时长内对所述待编程的存储阵列进行编程。优选地，所述操作单元包括：所述逻辑控制电路，还用于生成所述物理芯片待擦除的存储阵列的单元地址和擦除时长；所述可调高压电路，还用于基于所述逻辑控制电路的控制，依据所述待擦除的存储阵列的单元地址产生一个擦除字线电压；所述行译码电路，还用于通过选择将所述擦除字线电压加载到所述待擦除的存储阵列的字线；所述逻辑控制电路，还用于依据所述擦除时长，在所述擦除时长内对所述待擦除的存储阵列进行擦除。优选地，所述读出操作单元包括：所述逻辑控制电路，还用于生成所述物理芯片待读取的存储阵列的单元地址和读操作信号；所述可调高压电路，还用于基于所述逻辑控制电路的控制，依据所述待读取的存储阵列的单元地址产生一个读取字线电压；所述行译码电路，还用于通过选择将所述读取字线电压加载到所述待读取的存储阵列的字线；列译码电路，用于与灵敏放大器相连；所述灵敏放大器，用于依据所述读操作信号检测流过所述待读取的存储阵列的电流大小，并依据所述电流大小输出读操作结果。优选地，所述系统还包括：电压和电流基准电路，与所述可调高压电路、灵敏放大器和编程电流产生电路相连，用于提供与温度变化无关的基准电压值和电流值。优选地，所述可调高压电路包括：电荷泵电路、电压采样电路、可调比较电压电路、比较器、时钟产生电路、计时电路和电荷泵时钟电路；其中：所述计时电路分别与所述逻辑控制电路和时钟产生电路相连；所述电荷泵时钟电路分别与时钟产生电路、电荷泵电路和比较器相连；所述可调比较电压电路分别与所述逻辑控制电路和比较器相连；所述电压采样电路与所述电荷泵电路和比较器相连。由上述方案可知，本专利技术提供的一种物理芯片指纹生成方法，通过生成物理芯片存储阵列的操作信号和地址，根据操作信号和地址对存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至在对存储阵列进行读出操作时，存储阵列单元的阈值分布满足预设值，完成存储阵列的指纹生成。通过过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，能够产生更为稳定且更随机的密钥数据，提高了物理芯片的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开的基本的闪存单元的结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的一种物理芯片指纹生成方法的流程图；图3为本专利技术公开的过擦除弱编程操作后存储阵列的阈值分布；图4为本专利技术公开的过编程弱擦除操作后存储阵列的阈值分布；图5为本专利技术公开的对存储阵列进行弱编程或过编程操作的方法流程图；图6为本专利技术公开的对存储阵列进行过擦除或弱擦除操作的方法流程图；图7为本专利技术公开的对存储阵列进行读出操作的方法流程图；图8为本专利技术实施例公开的一种物理芯片指纹生成系统的结构示意图；图9为本专利技术实施例公开的另一种物理芯片指纹生成系统的结构示意图；图10为本专利技术公开的可调高压电路的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理芯片指纹生成方法，其特征在于，包括：生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；对所述存储阵列进行读出操作，判断所述存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，若是，则完成所述存储阵列的指纹生成；若否，则：生成所述物理芯片存储阵列的第二操作信号；依据所述第二操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至对所述存储阵列进行读出操作时，判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值。

【技术特征摘要】
1.一种物理芯片指纹生成方法，其特征在于，包括：生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；对所述存储阵列进行读出操作，判断所述存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，若是，则完成所述存储阵列的指纹生成；若否，则：生成所述物理芯片存储阵列的第二操作信号；依据所述第二操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作，直至对所述存储阵列进行读出操作时，判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行弱编程或过编程操作包括：生成所述物理芯片待编程的存储阵列的单元地址、编程值和编程时长；依据所述待编程的存储阵列的单元地址产生一个编程源线电压和一个编程字线电压；将所编程源线电压和编程字线电压加载到所述待编程的存储阵列的源线和字线；依据所述编程值生成编程电流；通过所述编程电流在所述编程时长内对所述待编程的存储阵列进行编程。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除或弱擦除操作包括：生成所述物理芯片待擦除的存储阵列的单元地址和擦除时长；依据所述待擦除的存储阵列的单元地址产生一个擦除字线电压；将所述擦除字线电压加载到所述待擦除的存储阵列的字线；依据所述擦除时长，在所述擦除时长内对所述待擦除的存储阵列进行擦除。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述存储阵列进行读出操作包括：生成所述物理芯片待读取的存储阵列的单元地址和读操作信号；依据所述待读取的存储阵列的单元地址产生一个读取字线电压；将所述读取字线电压加载到所述待读取的存储阵列的字线；依据所述读操作信号检测流过所述待读取的存储阵列的电流大小，并依据所述电流大小输出读操作结果。5.一种物理芯片指纹生成系统，其特征在于，包括：生成单元，用于生成物理芯片存储阵列的第一操作信号和地址；操作单元，用于依据所述第一操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操作；读出操作单元，用于对所述存储阵列进行读出操作，判断所述存储阵列单元的阈值分布是否满足预设值，当判断所述存储阵列单元的阈值分布满足预设值时，完成所述存储阵列的指纹生成；当判断所述存储阵列单元的阈值分布不满足预设值时，所述生成单元还用于生成所述物理芯片存储阵列的第二操作信号；所述操作单元，还用于依据所述第二操作信号和地址对所述存储阵列进行过擦除弱编程操作或过编程弱擦除操...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岚，
申请(专利权)人：佛山中科芯蔚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44