一种物理不可复制函数电路及其操作方法以及半导体芯片，物理不可复制函数电路包含快闪存储器、电流比较器及控制器，快闪存储器包含多个存储器单元，该方法包含控制器将这些存储器单元设置在初始数据状态，控制器将这些存储器单元设置在初始数据状态及初始数据状态的相邻初始数据状态之间，电流比较器从这些存储器单元的第一区存储器单元中读取第一电流，电流比较器从这些存储器单元的第二区存储器单元中读取第二电流，及电流比较器依据第一电流及第二电流输出随机位。流及第二电流输出随机位。流及第二电流输出随机位。
【技术实现步骤摘要】
物理不可复制函数电路及其操作方法以及半导体芯片
[0001]本专利技术涉及数据安全，特别涉及一种物理不可复制函数电路的操作方法、物理不可复制函数电路及半导体芯片。
技术介绍
[0002]物理不可复制函数(physically unclonable function，PUF)电路通过每个半导体元件独有的“数字指纹”来防止数据窃取，确保数据安全。相关技术中的PUF电路将存储器单元设于读取电流电平附近的临界范围，并使用读取电流电平读取存储器单元以产生随机数据。然而当读取电流电平并非在临界范围的中央时，随机数据的随机性会减低，造成数据安全性降低。
技术实现思路
[0003]本专利技术实施例提供一种物理不可复制函数电路的操作方法，物理不可复制函数电路包含快闪存储器、电流比较器及控制器，快闪存储器包含多个存储器单元，方法包含控制器将这些存储器单元设置在初始数据状态，控制器将这些存储器单元设置在初始数据状态及初始数据状态的相邻初始数据状态之间，电流比较器从这些存储器单元的第一区存储器单元中读取第一电流，电流比较器从这些存储器单元的第二区存储器单元中读取第二电流，及电流比较器依据第一电流及第二电流输出随机位。
[0004]本专利技术另一实施例提供一种物理不可复制函数电路，包含快闪存储器、电流比较器及控制器。快闪存储器包含多个存储器单元。电流比较器耦接在这些存储器单元的第一区存储器单元及第二区存储器单元。控制器耦接在快闪存储器及电流比较器。控制器用以将这些存储器单元设置在初始数据状态，及将这些存储器单元设置在初始数据状态及初始数据状态的相邻初始数据状态之间。电流比较器用以从第一区存储器单元中读取第一电流，从第二区存储器单元中读取第二电流，及依据第一电流及第二电流输出随机位。
[0005]本专利技术另一实施例提供一种半导体芯片，包含物理不可复制函数电路及金钥产生器。物理不可复制函数电路包含快闪存储器、电流比较器及控制器。快闪存储器包含多个存储器单元。电流比较器耦接在这些存储器单元的第一区存储器单元及第二行的存储器单元。控制器耦接在快闪存储器及电流比较器。金钥产生器耦接在物理不可复制函数电路。控制器用以将这些存储器单元设置在初始数据状态，及将这些存储器单元设置在初始数据状态及初始数据状态的相邻初始数据状态之间。电流比较器用以从第一区存储器单元中读取第一电流，从第二区存储器单元中读取第二电流，及依据第一电流及第二电流输出随机位。金钥产生器依据随机位产生金钥。
附图说明
[0006]图1为本专利技术实施例中的一种物理不可复制函数电路的方块图。
[0007]图2显示图1中的存储器单元的电流分布。
[0008]图3为图1中的PUF电路的操作方法的流程图。
[0009]图4为图1中的一种电流比较器的电路示意图。
[0010]图5为图1中的另一种电流比较器的电路示意图。
[0011]图6显示弱抹除电压与第一电流及第二电流之间的电流差值之间的关系。
[0012]图7显示弱抹除电压与随机位之间的关系。
[0013]图8为本专利技术实施例中的一种半导体芯片的方块图。
[0014]【主要元件符号说明】
[0015]1:PUF电路
[0016]10:行解码器
[0017]12:快闪存储器
[0018]121，122:存储器区块
[0019]14:控制器
[0020]16:电流比较器
[0021]300:操作方法
[0022]410，412，440，442，510，530:晶体管
[0023]414，444，500，502，540，542:电流源
[0024]420:运算放大器
[0025]440，460，520及522:反相器
[0026]70，72:模拟曲线
[0027]8:半导体芯片
[0028]80:金钥产生器
[0029]82:编解码器
[0030]BL1(1)至BL1(M)，BL2(1)至BL2(M):位线
[0031]D1，Dm，D0:分布
[0032]Din:输入数据
[0033]Dout:输出数据
[0034]Kpb:公开金钥
[0035]Kprv:私密金钥
[0036]L1，Lm，L0:电流电平
[0037]Dpuf:随机位
[0038]I:电流
[0039]I1:第一电流
[0040]I2:第二电流
[0041]Iref:参考电流
[0042]M1(1，1)至M1(M，N)，M2(1，1)至M2(M，N):存储器单元
[0043]S302至S310:步骤
[0044]VDD:供电电压
[0045]VSS:接地电压
[0046]WL1(1)至WL1(N)，WL2(1)至WL2(N):字线
具体实施方式
[0047]图1为本专利技术实施例中的一种物理不可复制函数(physically unclonable function，PUF)电路1的方块图。PUF电路1可不使用读取电流电平产生随机位Dpuf，进而增加随机位Dpuf的随机性。随机位Dpuf可为第一逻辑值或第二逻辑值，随机位Dpuf为第一逻辑值的机率及随机位Dpuf为第二逻辑值的机率可实质上相等。第一逻辑值可为逻辑“0”，第二逻辑值可为逻辑“1”，但第一逻辑值及第二逻辑值不限于此。
[0048]PUF电路1可包含行解码器(row decoder)10、快闪存储器12、控制器14及电流比较器16。快闪存储器12可为NAND快闪存储器，及可包含存储器区块121及122。存储器区块121可包含设置为N行的存储器单元M1(1，1)至M1(M，N)，存储器区块121的N行存储器单元可经由字线WL1(1)至WL1(N)耦接在行解码器10，及可经由位线BL1(1)至BL1(M)耦接在电流比较器16，N为大于1的正整数。存储器区块122可包含设置为N行的存储器单元M2(1，1)至M2(M，N)，存储器区块122的N行存储器单元可经由字线WL2(1)至WL2(N)耦接在行解码器10，及可经由位线BL2(1)至BL2(M)耦接在电流比较器16。存储器单元M1(1，1)至M1(M，N)，M2(1，1)至M2(M，N)可为单层单元或多层单元。电流比较器16可为感测放大器或差动电流比较器。控制器14可耦接在电流比较器16，及经由行解码器10耦接在快闪存储器12。
[0049]存储器单元M1(1，1)至M1(M，N)，M2(1，1)至M2(M，N)可被设置在抹除状态、最低编程状态或随机状态。随机状态可介于抹除状态及最低编程状态之间。在正常运作时，每个存储器单元M1(1，1)至M1(M，N)，M2(1，1)至M2(M，N)会被设置在抹除状态或最低编程状态而不会被设置在随机状态。在产生随机位Dpuf时，存储器单元M1(1，1)至M1(M，N)，M2(1，1)至M2(M，N)则会被设置在随机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种物理不可复制函数电路的操作方法，该物理不可复制函数电路包含快闪存储器、电流比较器及控制器，该快闪存储器包含多个存储器单元，其特征在于，该方法包含:该控制器将这些存储器单元设置在初始数据状态；该控制器将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该初始数据状态的相邻数据状态之间；该电流比较器从这些存储器单元的第一区存储器单元中读取第一电流；该电流比较器从这些存储器单元的第二区存储器单元中读取第二电流；及该电流比较器依据该第一电流及该第二电流输出随机位。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该感电流比较器依据该第一电流及该第二电流产生该随机位包含:若该第一电流大于该第二电流，则该感测放大器输出该随机位的第一逻辑值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该电流比较器依据该第一电流及该第二电流产生该随机位包含:若该第一电流小于该第二电流，则该感测放大器输出该随机位的第二逻辑值。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该初始数据状态为最低编程状态，该相邻数据状态为抹除状态，该控制器将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该初始数据状态的该相邻数据状态之间包含:该控制器对这些存储器单元施加弱抹除脉冲以将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该相邻数据状态之间。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该初始数据状态为抹除状态，该相邻数据状态为最低编程状态，该控制器将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该初始数据状态的该相邻数据状态之间包含:该控制器对这些存储器单元施加弱编程脉冲以将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该相邻数据状态之间。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该电流比较器为感测放大器。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该电流比较器为差动电流比较器。8.一种物理不可复制函数电路，其特征在于，包含:快闪存储器，包含多个存储器单元；电流比较器，耦接在这些存储器单元的第一区存储器单元及第二区存储器单元；及控制器，耦接在该快闪存储器及该电流比较器；其中该控制器用以将这些存储器单元设置在初始数据状态，及将这些存储器单元设置在该初始数据状态及该初始数据状态的相邻数据状态之间；及该电流比较器用以从该第一区存储器单元中读取第一电流，从该第二区存储器单元中读取第二电流，及依据该第一电流及该第二电流输出随机位。9.根据权利要求8所述的物理不可复制函数电路，其特征在于，其中若该第一电流大于该第二电流，则该电流比较器输出该随机位的第一逻辑值。10.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：张克勤，张铭仁，赖成孝，林郁轩，连启发，林英廷，许永财，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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