一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，属于信息安全领域。包括：在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的第一对底电极通入复位电流脉冲，同时加外磁场，使得各非易失器件中铁磁层的磁畴磁化方向相同；保持磁场不变，在各非易失器件的第一对底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；在各非易失器件的第一对底电极通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻；将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF。本发明专利技术利用电流或者磁场作用于磁畴壁，推动磁畴壁随机性移动，该PUF结构简单，随机性即安全性有保障。

A reconfigurable PUF construction method based on random domain wall movement

【技术实现步骤摘要】
一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法
本专利技术属于信息安全领域，更具体地，涉及一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法。
技术介绍
在物联网快速发展的今天，器件的信息安全十分重要。相比传统的比如将秘钥保存在存储器中等加密方法，物理不可克隆函数(PUF)具有很多优点，比如占用面积小，功耗低；更难被攻击；成本更低等。因此近年来PUF成为硬件安全领域的研究热点之一。PUF来源于器件在制备的过程中产生的不可避免的差异以及器件内部的物理随机性，因此PUF很难被克隆，具有很高的安全性。对器件施加一个激励，会产生一个唯的，不可预测的响应，对同一器件，相同的激励产生相同的响应，对不同器件，相同的激励产生不同的响应。特定的激励-响应对构成了信息安全认证的基础。第一种PUF是由Pappu等人在PhysicalOne-WayFuctions.Science297，2026-203上提出的，是一种光学PUF，利用在非均匀光学介质表面光散射产生的随机散斑图实现安全认证。但是这种PUF无法与电路集成，继而出现了许多种硅基PUF，比如SAR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1.在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的第一对底电极通入复位电流脉冲，同时加外磁场，使得各非易失器件中铁磁层的磁畴磁化方向相同；/nS2.保持磁场不变，在各非易失器件的第一对底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；/nS3.在各非易失器件的第一对底电极通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻；/nS4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；/n所述基于铁磁材料具有SOT效应的器件，该器件...

【技术特征摘要】
1.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的第一对底电极通入复位电流脉冲，同时加外磁场，使得各非易失器件中铁磁层的磁畴磁化方向相同；
S2.保持磁场不变，在各非易失器件的第一对底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；
S3.在各非易失器件的第一对底电极通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻；
S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；
所述基于铁磁材料具有SOT效应的器件，该器件由多个非易失器件阵列组成，所述非易失器件具有多层膜结构，从下至上依次包括：由重金属材料或者拓扑绝缘体制成的自旋流生成层、第一对底电极和第二对底电极；由铁磁材料制成的铁磁层；由绝缘材料制成的绝缘层；由重金属材料制成的盖帽层；第一对底电极和第二对底电极相互正交；
当铁磁层磁矩的易轴方向是垂直方向，外磁场方向与复位电流脉冲方向相反，当铁磁层磁矩的易轴方向是水平方向，外磁场方向垂直向上。


2.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.在基于具有SOT效应的器件上施加一个平行于铁磁层磁矩的易轴方向的复位磁场脉冲，使得各非易失器件的铁磁层的磁化方向与复位磁场脉冲方向相同；
S2.在基于具有SOT效应的器件上施加一个与复位磁场脉冲方向相反的置位磁场脉冲，使得基于具有SOT效应的器件中的各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；
S3.在各非易失器件的第一对底电极上通入测试电流，读取各非易失器件的反常霍尔电阻值；
S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的反常霍尔电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；
所述基于铁磁材料具有SOT效应的器件，该器件由多个非易失器件阵列组成，所述非易失器件具有多层膜结构，从下至上依次包括：由重金属材料或者拓扑绝缘体制成的自旋流生成层、第一对底电极和第二对底电极；由铁磁材料制成的铁磁层；由绝缘材料制成的绝缘层；由重金属材料制成的盖帽层；第一对底电极和第二对底电极相互正交。


3.一种基于随机性磁畴壁移动的可重构PUF构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.在具有SOT效应的器件中的各非易失器件的两个底电极通入复位电流脉冲，同时加外磁场，使得各非易失器件中的第一铁磁层的磁畴磁化方向相同；
S2.保持磁场不变，在各非易失器件的两个底电极通入与复位电流脉冲方向相反的置位电流脉冲，使得各非易失器件的磁畴壁产生随机性的移动；
S3.在各非易失器件的任一底电极和上电极上通入测试电流，读取各非易失器件的电阻值；
S4.将组成具有SOT效应的器件的各个非易失器件阵列的电阻转化为二进制密码，从而实现可重构PUF；
所述基于具有SOT效应的器件，该器件由多个非...

【专利技术属性】
技术研发人员：游龙，曹真，李若凡，张帅，洪正敏，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42