用于生成PUF特征码的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于生成PUF特征码的装置，该装置包括PUF基本单元、模数转换器和计算单元，其中：PUF基本单元包括多个电阻器件和为电阻器件提供电流的电流源，多个电阻器件包括在待生成PUF特征码的设备中，每个电阻器件的电阻值随工艺因素的变化而变化；模数转换器获取每个电阻器件两端的模拟的电压值，并将每个电阻器件两端的模拟的电压值转换为数字的电压码值；计算单元基于电压码值确定多个电阻器件各自的电阻码值，计算电阻码值的均值，并基于每个电阻器件的电阻码值与均值的大小关系生成设备的PUF特征码。本发明专利技术的用于生成PUF特征码的装置可以选自设备中固有的工作电路，在生成PUF特征码时具有较高的隐蔽性，且生成的PUF特征码0/1均衡，安全性更高。

【技术实现步骤摘要】
用于生成PUF特征码的装置
本专利技术涉及信息安全
，具体而言涉及一种用于生成物理不可克隆功能(PUF)特征码的装置。
技术介绍
用于识别一个器件最好的私密钥匙，就是利用PUF特征码计算得出的密钥。PUF基于器件生产制造期间随意产生的物理特性，由于加工过程中微小的不可控的随机变化，使得这些特点成为每个器件独一无二的特点。虽然这些变化无法预先确定或控制，但是如果它们可以在足够低的噪声中测量或足够稳定，则这些测量可用于建构该器件特有的私有密钥。PUF是无生命器件的生物测定特征，与人类的指纹或视网膜类似。与由相同DNA“制造”却具有独特指纹的双胞胎一样，采用相同蓝本的工艺制造的无生命物体固有的PUF也是独一无二的。由于无法避免的小的变化，在一定程度上，完美的克隆实际上是不可能的，而PUF正是利用了这一事实来提供优势。对于一个器件而言，在生成PUF特征码时，要求PUF特征码具有唯一性、固定性和高产性。此外，还要求PUF特征码具有较高的隐蔽性。在现有的技术中，一般会在器件中特殊设置一个PUF生成电路，用于器件的PUF特征码的生成。例如，静态随机存取存储器(SRAM)中的PUF生成电路是一块构造单一且重复性高的电路，可识别性高，在器件用于信息安全领域中时十分不利。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于生成PUF特征码的装置，所述装置包括PUF基本单元、模数转换器和计算单元，其中：所述PUF基本单元包括多个电阻器件和为所述电阻器件提供电流的电流源，所述多个电阻器件包括在待生成PUF特征码的设备中，每个所述电阻器件的电阻值随工艺因素的变化而变化；所述模数转换器获取每个所述电阻器件两端的模拟的电压值，并将每个所述电阻器件两端的模拟的电压值转换为数字的电压码值；所述计算单元基于所述电压码值确定所述多个电阻器件各自的电阻码值，计算所述电阻码值的均值，并基于每个所述电阻器件的电阻码值与所述均值的大小关系生成所述设备的PUF特征码。在本专利技术的一个实施例中，所述计算单元进一步用于：将所述均值加入到所述PUF特征码中。在本专利技术的一个实施例中，所述计算单元进一步用于：计算所述多个电阻器件的电阻码值的标准差，并将所述标准差加入到所述PUF特征码中。在本专利技术的一个实施例中，所述计算单元进一步用于：将表示以下中的至少一项的码加入到所述PUF特征码中：所述电阻码值中是否存在大于标准最大值的电阻码值；所述电阻码值中是否存在小于标准最小值的电阻码值；所述电阻码值的所述标准差是否满足标准。在本专利技术的一个实施例中，所述PUF基本单元包括多个PUF子单元，每个所述PUF子单元包括一个所述电阻器件和一个所述电流源。在本专利技术的一个实施例中，所述PUF基本单元包括多个PUF子单元，每个所述PUF子单元包括一个所述电阻器件，所述多个PUF子单元共享一个所述电流源。在本专利技术的一个实施例中，每个所述PUF子单元还包括一个开关，所述开关的一端连接所述电阻器件，另一端连接所述模数转换器。在本专利技术的一个实施例中，所述电阻器件为具有开关功能的器件。在本专利技术的一个实施例中，所述电阻器件为N阱电阻器件或NMOS晶体管。在本专利技术的一个实施例中，所述装置包括在所述待生成PUF特征码的设备中。本专利技术所提供的用于生成PUF特征码的装置基于电阻值随工艺因素变化而变化的电阻器件构建PUF特征码，由于电阻器件可以选自设备中固有的工作电路，因而在生成PUF特征码时具有较高的隐蔽性。此外，本专利技术所提供的用于生成PUF特征码的装置基于多个电阻器件的电阻码值与其均值之间的大小关系生成PUF特征码，使得所生成的PUF特征码0/1均衡，安全性更高。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1示出根据本专利技术实施例的用于生成PUF特征码的装置的示例性结构框图；图2示出根据本专利技术实施例的用于生成PUF特征码的装置中的PUF子单元的一个示例性电路图；图3示出根据本专利技术实施例的用于生成PUF特征码的装置中的PUF子单元的另一个示例性电路图；以及图4示出根据本专利技术实施例的用于生成PUF特征码的装置中的PUF子单元的又一个示例性电路图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。应当理解的是，本专利技术能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本专利技术的范围完全地传递给本领域技术人员。在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本专利技术的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本专利技术提出的技术方案。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。图1示出根据本专利技术实施例的用于生成PUF特征码的装置100的示例性结构框图。如图1所示，用于生成PUF特征码的装置100包括PUF基本单元110、模数转换器120和计算单元130。其中，PUF基本单元110包括多个电阻器件和为所述电阻器件提供电流的电流源，所述多个电阻器件包括在待生成PUF特征码的设备中，每个所述电阻器件的电阻值随工艺因素的变化而变化。模数转换器120获取每个所述电阻器件两端的模拟的电压值，并将每个所述电阻器件两端的模拟的电压值转换为数字的电压码值。计算单元130基于所述电压码值确定所述多个电阻器件各自的电阻码值，计算所述电阻码值的均值，并基于每个所述电阻器件的电阻码值与所述均值的大小关系生成所述设备的PUF特征码。在本专利技术的实施例中，PUF基本单元110所包括的多个电阻器件可以来自于待生成PUF特征码的设备中的固有的工作电路，无需专门设置。此外，PUF基本单元110所包括的电流源也可以来自于待生成PUF特征码的设备中的固有的工作电路，或者也可以另外提供。在本专利技术的实施例中，基于电阻值随工艺因素的变化而变化的、包括在待生成PUF特征码的设备中的多个电阻器件(例如N个，其中N为正整数)构建设备的PUF特征码，由于工艺因素的随机性，所以多个电阻器件的电阻值具有随机性。基于此，采用电流源为这些电阻器件提供相同的电流，使得这些电阻器件两端的电压值具有随机性。其中，电阻器件两端的电压值可以理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成PUF特征码的装置，其特征在于，所述装置包括PUF基本单元、模数转换器和计算单元，其中：/n所述PUF基本单元包括多个电阻器件和为所述电阻器件提供电流的电流源，所述多个电阻器件包括在待生成PUF特征码的设备中，每个所述电阻器件的电阻值随工艺因素的变化而变化；/n所述模数转换器获取每个所述电阻器件两端的模拟的电压值，并将每个所述电阻器件两端的模拟的电压值转换为数字的电压码值；/n所述计算单元基于所述电压码值确定所述多个电阻器件各自的电阻码值，计算所述电阻码值的均值，并基于每个所述电阻器件的电阻码值与所述均值的大小关系生成所述设备的PUF特征码。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于生成PUF特征码的装置，其特征在于，所述装置包括PUF基本单元、模数转换器和计算单元，其中：
所述PUF基本单元包括多个电阻器件和为所述电阻器件提供电流的电流源，所述多个电阻器件包括在待生成PUF特征码的设备中，每个所述电阻器件的电阻值随工艺因素的变化而变化；
所述模数转换器获取每个所述电阻器件两端的模拟的电压值，并将每个所述电阻器件两端的模拟的电压值转换为数字的电压码值；
所述计算单元基于所述电压码值确定所述多个电阻器件各自的电阻码值，计算所述电阻码值的均值，并基于每个所述电阻器件的电阻码值与所述均值的大小关系生成所述设备的PUF特征码。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元进一步用于：将所述均值加入到所述PUF特征码中。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元进一步用于：计算所述多个电阻器件的电阻码值的标准差，并将所述标准差加入到所述PUF特征码中。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元进一步用于：将表示以下中的至少一项的码加入到所述PUF特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家奇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31