产生随机数的存储系统与产生随机数的方法技术方案

在非易失性存储单元的存储器中，通过以下步骤产生随机数：对非易失性存储单元编程；利用随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元以产生随机读取数据，所述随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；并从随机读取数据产生随机数。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2012年7月31日提交的韩国专利申请第10-2012-0084064号的优先权，通过引用将其内容结合于此。
本专利技术构思一般地涉及半导体存储器件和存储系统。更特别地，本专利技术构思涉及能够利用作为组成部分的非易失性存储单元的特性产生随机数的存储系统和操作该存储系统的方法。
技术介绍
半导体存储器件一般可以根据它们的操作特性分为易失性存储器件和非易失性存储器件。易失性存储器件在没有施加电力时丢失存储的数据，而非易失性存储器件即使在不再施加电力时也能保持存储的数据。有各种各样的非易失性存储器件，包括比如，掩模只读存储器(mask read-onlymemory, MROM),可编程只读存储器(PR0M)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)和电可擦除可编程只读存储器(EEPR0M)。快闪存储器是一种特定类型的EEPR0M，已经被广泛应用在很多种类的电子系统中，所述电子系统如计算机、蜂窝式电话、PDA、数码相机、可携式摄像机、录音器、MP3播放器、手持PC、游戏机、传真、扫描仪、打印机、等等。在存储系统的设计和操作中，数据安全几乎总是重要考虑事项。在数字系统运行期间，设法复制或破坏源代码、存储的用户数据和/或主机系统数据的日益复杂的攻击(如探测、错误注入、能量分析、等等)是经常的威胁。因此，对加密当代存储器件存储的数据存在不断的需求。例如，利用加密密钥加密存储系统从主机接收的传入的(incoming)数据。随后，当从存储器读取数据并将其提供给主机时，利用同样的加密(/解密)密钥对其进行解密。加密密钥可以依据用户提供的信息(如，口令)、安全代码、一个或多个随机数或这些或类似的数字值的某种组合来不同地定义或产生。很多当代的存储系统在产生加密密钥时利用至少一个随机数作为计算种子或变量。然而，真正的随机数的产生和提供不是一件微不足道的事。实际上，鉴于存储系统对小尺寸和适度功耗的要求，在当代存储系统中产生随机数是特别麻烦的。在很多传统情况下，被用于产生加密密钥的随机数由单独的随机数产生电路产生和提供。术语“单独的随机数产生电路”在后文中将用来表示被唯一地或主要地提供用于产生随机数的电路和相关控制软件。单独的随机数产生电路可能尺寸十分大，且本领域技术人员已知很多种类的这样的电路。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术构思提供了一种在非易失性存储单元的存储器中产生随机数的方法，该方法包括:对非易失性存储单元编程；利用随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元以产生随机读取数据，所述随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；以及从随机读取数据产生随机数。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种方法，其包括:利用考虑到非易失性存储单元的特性而选择的随机数读取电压来从编程的非易失性存储单元获得随机读取数据。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种加密密钥产生方法，其包括:利用编程电压对非易失性存储单元编程，其中每个非易失性存储单元被指定为响应于编程展现落入标称阈值电压分布内的阈值电压；通过利用落入标称阈值电压分布内的至少一个随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元来产生随机读取数据；将随机读取数据作为随机数施加到密钥产生器；以及利用密钥产生器产生加密密钥。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种存储器，其包括:存储单元阵列，其包括非易失性存储单元；编程电压产生器，其在编程操作期间将编程电压施加到存储单元阵列的选择的字线；以及随机数读取电压产生器，其在随机数产生操作期间将随机数读取电压施加到选择的字线，其中随机数读取电压的电平被选择为在非易失性存储单元在被编程时的预期的标称阈值电压分布之内。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种存储器，其包括:存储单元阵列，其包括非易失性存储单元；编程电压产生器，其在编程操作期间将编程电压施加到存储单元阵列的选择的字线；以及随机数读取电压产生器，其在随机数产生操作期间将随机数读取电压施加到选择的字线，其中随机数读取电压是编程验证电压，用于在非易失性存储单元的编程期间确定至少一个非易失性存储单元的缓慢单元响应。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种无需使用单独的随机数产生电路而产生随机数的存储系统，该系统包括:控制单元，其接收传入的数据和相应的地址信息；安全电路，其利用地址信息和加密密钥从传入的数据产生加密数据；存储器，其包括非易失性存储单元，所述非易失性存储单元存储加密数据，并且当利用随机数读取电压读取非易失性存储单元时非易失性存储单元提供随机数，其中随机数读取电压被选择为在非易失性存储单元在被编程时的标称阈值电压分布之内；以及密钥产生器，其从随机数产生加密密钥。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种产生随机数而无需使用单独的随机数产生电路的存储系统，该系统包括:控制单元，其接收传入的数据及对应的地址信息；安全电路，其利用地址信息和加密密钥从传入的数据产生加密数据；存储器，其包括非易失性存储单元，所述非易失性存储单元存储加密数据，并且当利用随机数读取电压读取非易失性存储单元时非易失性存储单元提供随机数，其中随机数读取电压是编程验证电压，其用于在非易失性存储单元编程期间确定至少一个非易失性存储单元的缓慢单元响应；以及密钥产生器，其从随机数产生加密密钥。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种系统，其包括:主机，其提供传入的数据及对应的地址信息；以及存储卡。存储卡包括:卡控制器，其利用地址信息和加密密钥从传入的数据产生加密数据；存储器，其包括快闪存储单元，所述快闪存储单元存储加密数据，并且当利用随机数读取电压读取快闪存储单元时快闪存储单元提供随机数，其中随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；以及密钥产生器，其从随机数产生加密密钥。在另一个实施例中，本专利技术构思提供一种系统，其包括:主机，其提供传入的数据及对应的地址信息；以及固态驱动(SSD)。SSD包括:SSD控制器，其利用地址信息和加密密钥从传入的数据产生加密数据；存储器，其包括快闪存储单元，所述快闪存储单元存储加密数据并且当利用随机数读取电压读取快闪存储单元时快闪存储单元提供随机数，其中随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；以及密钥产生器，其从随机数产生加密密钥。【附图说明】下文中，将参照附图描述本专利技术构思的某些实施例。图1是根据本专利技术构思的实施例示出存储系统的方框图；图2是根据本专利技术构思的实施例示出快闪存储系统的方框图；图3是进一步示出图2的快闪存储系统的方框图；图4是示出与本专利技术构思的某些方面有关的单级存储单元的示例性阈值电压分布的概念图；图5是进一步示出与本专利技术构思的某些方面有关的一次性(one-shot)编程操作单元所定义的阈值电压分布的概念图；图6是示出由与本专利技术构思的实施例一致的方法产生的从多个随机数(随机读取数据)产生加密密钥的表格；图7是总结可以用在图1和图2的存储系统中的至少一个中的随机数产生方法的流程图；图8是根据本专利技术构思的另一个实施例示出快闪存储系统的方框图；图9是进一步示出图8的快闪存储系统的方框图；图10是根据本专利技术构思的另一个实施例示出非易失性存储系统的方框图；图1lA是进一步示出通过诸如图10示出的那样与本专利技术构思的实施例一致的方法产生随机数的示意图；图1lB是示出根据与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在非易失性存储单元的存储器中产生随机数的方法，该方法包括：对非易失性存储单元编程；利用随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元以产生随机读取数据，所述随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；以及从随机读取数据产生随机数。

【技术特征摘要】
2012.07.31 KR 10-2012-00840641.一种在非易失性存储单元的存储器中产生随机数的方法，该方法包括: 对非易失性存储单元编程； 利用随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元以产生随机读取数据，所述随机数读取电压依照非易失性存储单元的特性选择；以及 从随机读取数据产生随机数。2.根据权利要求1所述的方法，其中从随机读取数据产生随机数无需使用单独的随机数产生电路来执行。3.根据权利要求1所述的方法，其中非易失性存储单元的特性是响应于非易失性存储单元的编程的非易失性存储单元的标称阈值电压分布。4.根据权利要求3所述的方法，其中随机数读取电压被选择为在标称阈值电压分布之内。5.根据权利要求4所述的方法，其中随机数读取电压被选择为处于标称阈值电压分布的中心。6.根据权利要求1所述的方法，其中非易失性存储单元的特性是响应于非易失性存储单元的编程的至少一个非易失性存储单元的缓慢单元响应。7.根据权利要求1所述的方法，其中非易失性存储单元的编程是一次性编程操作。8.根据权利要求1所述的方法，其中每一个非易失性存储单元是单级存储单元(SLC)。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述非易失性存储单元被安排在共同连接到字线的物理页中。10.一种方法，包括: 利用随机数读取电压从编程的非易失性存储单元获得随机读取数据，所述随机数读取电压是考虑到非易失性存储单元的特性而选择的。11.根据权利要求10所述的方法，还包括: 通过逻辑组合随机读取数据来产生随机数。12.根据权利要求11所述的方法，还包括: 从随机数产生加密密钥；以及 利用加密密钥加密由存储系统接收的数据，该存储系统包括存储控制器和包括非易失性存储单元的存储器。13.根据权利要求12所述的方法，其中产生加密密钥由布置在存储控制器和存储器中的一个中的密钥产生器执行。14.根据权利要求10所述的方法，其中随机数读取电压被选择为在响应于非易失性存储单元的编程的非易失性存储单元的标称阈值电压分布之内。15.根据权利要求14所述的方法，其中随机数读取电压被选择为处于标称阈值电压分布的中心。16.根据权利要求10所述的方法，其中随机数读取电压是编程验证电压，用于在非易失性存储单元的编程期间验证每个非易失性存储单元是否如缓慢单元一样地响应。17.—种加密密钥产生方法,包括: 利用编程电压对非易失性存储单元编程，其中每个非易失性存储单元被指定为响应于编程展现落入标称阈值电压分布内的阈值电压；通过利用落入标称阈值电压分布内的至少一个随机数读取电压读取编程的非易失性存储单元来产生随机读取数据； 将随机读取数据作为随机数施加到密钥产生器；以及 利用密钥产生器产生加密密钥。18.根据权利要求17所述的方法，其中每一个非易失性存储单元是单级存储单元(SLC)019.根据权利要求18所述的方法，其中对非易失性存储单元编程由利用一次性编程操作将编程电压施加到非易失性存储单元组成。20.根据权利要求17所述的方法，其中至少一个随机数读取电压包括产生对应的第一随机读取数据的第一随机数读取电压和产生对应的第二随机读取数据的第二随机数读取电压，并且该方法还包括: 逻辑组合第一随机读取数据和第二随机读取数据以产生随机读取数据。21.一种存储器，包括: 存储单元阵列，其包括非易失性存储单元； 编程电压产生器，其在编程操作期间将编程电压施加到存储单元阵列的选择的字线；以及 随机数读取电压产生器，其在随机数产生操作期间将随机数读取电压施加到选择的字线，其中随机数读取电压的电平被选择为在非易失性存储单元在被编程时预期的标称阈值电压分布之内。22.根据权利要求21所述的存储器，其中非易失性存储单元是快闪存储单元。23.根据权利要求21所述的存储器，其中非易失性存储单元是单级快闪存储单元(SLC)024.一种存储器，包括: 存储单元阵列，其包括非易失性存储单元； 编程电压产生器，其在编程操作期间将编程...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛昶圭，孔骏镇，孙弘乐，尹弼相，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：