本发明专利技术涉及用于使用物理上不可克隆函数来生成识别位的识别电路和方法。本发明专利技术的实施例是安装在集成电路上用于生成识别位的识别电路，所述识别电路包括：用于生成第一输出信号的第一电路，所述第一输出信号基于在所述第一电路中的随机参数变化；用于生成第二输出信号的第二电路，所述第二输出信号基于在所述第二电路中的随机参数变化；能够在放大模式中和在锁存模式中操作的第三电路，其中在所述放大模式中，将在第一输出信号与第二输出信号之间的差异放大至放大的值，以及其中在所述锁存模式中，将所述放大的值转换为数字信号。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
本专利技术通常涉及用于生成独特识别号码以电子保护电子器件的技术，以及更具体地涉及用于使用物理上不可克隆函数(physically unclonable function, PUF)来生成识别位的识别电路和方法。在本领域中已知通过电路、构件、过程或能够生成输出的其他实体来实现PUF，所述输出诸如抗克隆的数字位、词或者函数。典型地，PUF能够基于器件的固有物理特性来生成，诸如例如晶体管的个体物理特性，诸如由于在制造期间的局部过程变化而改变的晶体管的阈值电压。无需将PUF存储在器件内，因为能够重复地生成PUF。近乎不可能利用另一器件克隆出具有以生成相同的PUF输出的方式实现的PUF的器件。电子器件的安全性已成为这些器件的制造商和用户的主要关注。为此，有用的是， 能够将每个电子器件，特别是这些器件内的集成电路，彼此区别开。对于诸如计算机、个人手持式器件、蜂窝电话、芯片卡、RFID-标签以及包含敏感信息的其他器件的器件来说，尤其如此。电子器件的开发者持续努力着开发使得他们的产品不让进行未授权的访问或使用的系统和方法。同时，大多数应用具有必须考虑的成本限制。例如，如果在集成电路上采用要求存储和计算资源的复杂认证过程，则招致的成本可能无法证明所实现的安全性的成本是正确的，尤其如果最终产品是低成本且大批量生产的消费品的话。用于解决上述问题的一个方法是采用PUF来提供独特的安全位、词或函数以用于生成安全密钥。这可以消除在器件上存储公共密钥或私人密钥的需要。在现有技术的出版物中，传统方法已提出了这样的配置。一个示例，美国专利No. 6，161，213公开了一种识别器件，所述识别器件基于识别单元的阵列；以及用于测量每个单元的输出并用于生成阵列的所有元件的测量特性的输出数据函数的电路。每个单元包括两个尺寸相同的MOS晶体管，其利用相同的栅极-源极电压进行偏置。由于局部过程变化， 该两个晶体管呈现不同的阈值电压，并因此，对应的漏极电流是不同的。将电流差异转换为电压差异，放大并使用精确比较器(自动归零比较器)进行比较。/入 Y. Su, J. Holleman, B. P. Otis, ” A digital 1. 6pJ/bit chip identification circuit using process variations", IEEE J. Solid-State Circuits, vol.43, no. 1, Jan. 2008也已知，使用基于包括由交叉耦合的反相器构成的锁存器的识别单元阵列的器件。最初，锁存器的两侧均被下拉。在释放重置时，每个锁存器评估到由两个反相器的切换阈值失配确定的状态。在美国专利No. 6，161，213中描述的识别器件的缺点是为得出二进制输出数据的另外电路复杂度。在来自Y. Su, J. Hollemana和B. P. Otis的IEEE文档中描述的识别单元较不复杂但是不稳定定。例如，电子噪声或温度的改变能够影响来自已知电路的输4出，以及可能发生不同的识别位。需要的是一种关于外部影响是稳定的简单识别电路。
技术实现思路
一个实施例包括安装在集成电路上用于生成识别位的识别电路，其包括第一电路，用于生成第一输出信号，所述第一输出信号基于在所述第一电路中的随机参数变化；第二电路，用于生成第二输出信号，所述第二输出信号基于在所述第二电路中的随机参数变化；第三电路，能够在放大模式中和在锁存模式中操作，其中在所述放大模式中，将在第一输出信号与第二输出信号之间的差异放大至放大的值，以及其中在所述锁存模式中，将所述放大的值转换为数字信号。另一实施例包括用于生成识别位的方法，所述方法包括下述步骤从第一电路生成第一输出信号，所述第一输出信号是在所述第一电路中的随机参数变化的函数；从第二电路生成第二输出信号，所述第二输出信号是在所述第二电路中的随机参数变化的函数; 利用第三电路对第一和第二输出之间的差异进行放大，所述第三电路能够在放大模式中和在锁存模式中操作，以及在锁存模式中切换第三电路以得到数字识别位。附图说明图1示出识别电路100的实施例；图2是识别电路100的实施例的电压-时间图示； 图3示出识别电路100的实施例。具体实施例方式图1示出用于生成识别位的识别电路100的实施例。该识别电路100包括第一电路Cl以生成电流信号II，经由节点NOl将所述电流信号Il提供到第三电路C3。基于电流信号II，在节点NOl处生成电压信号OUT，其基于在第一电路Cl中的一个或多个元件的随机参数变化。在识别电路100中提供第二电路C2以生成第二电流12，经由节点N02将所述第二电流12提供到第三电路C3。第二电流12基于在第二电路C2中的至少一个元件的随机参数变化。第三电路C3提供负载电路，并能够在第一模式中和在第二模式中操作，所述第一模式在本文中还称为放大模式而所述第二模式在本文中还称为锁存模式。根据第三电路C3是在放大模式还是锁存模式中操作，为识别电路获得不同的稳定状态，从而在根据操作模式的稳定状态下为在节点NOl和N02处的电压信号OUT和0UT_N导致不同的值。当在不同节点处的电位和电流处于稳定状态也就是基本保持至少一定时间时，获得电路的稳定状态。在对PUF函数的数字化或锁存之前的时间段中实现由第三电路C3提供的放大模式。通过允许在将节点NOl和N02处的电位之间的差异数字化之前并且在演变到放大模式的稳定状态期间逐渐地分离不同电位，放大模式提供待最终数字化为数字PUF值的值的更好信噪比。然后在锁存模式中，将分离的值转换为数字信号。触发信号TRIGGER导致电路作为放大器或作为锁存器工作。当触发器信号 TRIGGER为低时，第三电路C3作为放大器操作，并生成差分电压Vd=Vout-Vout_n，其与偏移Ι1-Ι2=ΔΙ成比例。在放大模式期间，输出信号OUT、0UT_n因此是模拟信号。当触发信号 TRIGGER升高时，第三电路C3切换到锁存模式，其通过将两个信号OUT和0UT_n中的较高一个拉到高供电(supply)电位并将两个信号OUT和0UT_n中的较低一个拉到低供电电位来提供PUF信号的数字化或锁存。在一个实施例中，高供电电位可以是VDD，而低供电电位可以是地，在本文中表示为GND。然后，将信号0UT、0UT_n保持或锁存在VDD或GND用于提供数字PUF值。放大模式表示第一阶段，在该第一阶段期间，放大在两个信号之间的偏移，并且仅仅当触发信号TRIGGER到达时，在锁存模式中做出关于输出信号OUT、0UT_n将在哪个方向上被锁存的决定。因此，偏移放大以及决定/数字化是由放大模式和锁存模式表示的两个分离阶段。在作为第一阶段的放大模式期间，第三电路C3不对噪声敏感或仅仅在小程度上对噪声敏感。将OUT和0UT_n驱动到稳定值，其取决于确定PUF的参数之间的差异的延伸 (extend)。在第二阶段中，放大的偏移被进一步增加以达到VDD与GND之间的最大差异。在一个实施例中，可以使用另外的电容以减少在放大阶段期间在输出节点N01、N02上的热噪声。在一个实施例中，识别电路100可以包括切换电路，所述切换电路配置为在第三电路C3的放大模式与锁存模式之间切换。在一个实施例中，识别电路10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：M布西，R吕齐，
申请(专利权)人：M布西，R吕齐，
类型：发明
国别省市：
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