[发明专利]基于Thyristor的PUF电路单元

说明书

技术领域

本发明主要涉及基于PUF的身份认证、密钥生成和防伪技术等的设计领域，特指一种基于晶闸管（Thyristor）的PUF电路单元。

背景技术

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function，简称PUF)最早由Pappu于2001年3月在《Physical One-Way Functions》中提出，随后很快就出现了基于光学、电磁学和电子学等原理的多种PUF结构，并被广泛的用于身份认证、安全密钥生成和防伪技术等领域。随着集成电路技术的迅速发展，采用PUF技术的集成电路芯片也很快出现，并在芯片安全和防伪领域得到广泛的应用。PUF电路主要通过捕获芯片在制造过程中不可避免产生的工艺偏差，从而生成无限多的，具有唯一性和不可克隆性的密钥，这些密钥不可预测，即使芯片制造商也无法复制，因此极大的提高了芯片的安全级别。

近些年来，出现了基于各种延迟单元的PUF电路结构，这些单元包括普通的反向器单元、HVT反向器单元、双堆叠反向延迟单元和电流饥饿型延迟单元等。因为这些延迟单元对工艺的敏感性和自身结构的特性存在很多不同之处，所以形成的PUF电路也表现出不同的性能。比如，双堆叠反向延迟单元对工艺的敏感特性较差，但是随着电源电压的变化其延迟时间基本不变，于是对应PUF产生的输出的唯一性很差，稳定性较好；电流饥饿型延迟单元对工艺的敏感特性较好，但是随着电源电压的变化其延迟时间有较大的变化，于是对应PUF产生的输出的唯一性较好，稳定性很差。因此，亟需设计一种新型的延迟单元，来保证对应PUF产生的输出同时具备良好的唯一性和稳定性。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种基于Thyristor延迟单元结构，输出统计分布特性好、稳定性高的PUF电路单元。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为： 基于Thyristor的PUF电路单元，所述PUF电路单元包括：第一传输门TG1，第一反向器INV1、第一延迟单元D1、第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2，所述PUF电路单元的输入端CLK通过第一传输门TG1分别同第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2的P_enable端相连，所述输入端CLK通过第一反向器INV1分别同第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2的N_enable端相连，所述输入端CLK通过第一延迟单元D1分别同第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2的IN端相连，所述PUF电路单元的输入端V_ref端直接同第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2的V_ref端相连，所述第一Thyristor单元T1和第二Thyristor单元T2的OUT端分别作为所述PUF电路单元的输出端O1和输出端O2。