[发明专利]基于STT‑RAM存储单元错误率分布的PUF认证方法

权利要求书

1.一种基于STT-RAM存储单元错误率分布的物理不可克隆认证方法，依次包括如下步骤：

1)在预处理阶段执行如下操作，得到多个错误率差分对单元的地址，所述错误率差分对记为EDP：

1.1分别在Error-Least-State与Error-Most-State环境下，对于每个奇地址单元，设定该单元的地址为Addr，通过N轮读写读测试判断单元地址为Addr与Addr+1的两个单元是否构成EDP；所述Error-Least-State是STT-RAM单元错误率最低的工作环境；所述Error-Most-State是STT-RAM单元错误率最高的环境；所述读写读测试记为RWR测试；

1.2如果上述两个单元构成EDP，则得到该EDP的地址EDP_Addr和EDP_Addr+1；

1.3将EDP_Addr输出保存到数据库；

2)在注册阶段执行如下操作，得到参考输出：

2.1从步骤1.3所述数据库中取得N_sec个在预处理阶段得到的EDP，将计数器置为0；所述N_sec为大于等于128的偶数；

2.2对于步骤2.1中的每个EDP，判断EDP_Addr与EDP_Addr+1地址的两个单元在R轮RWR测试中，哪个单元发生错误的次数更多；如果EDP_Addr+1比EDP_Addr发生错误的次数多，步骤2.1中的计数器加1；

2.3当遍历N_sec个EDP后，将计数器中的数与N_sec的一半比大小，计数器中的数大于等于N_sec的一半时输出1，否则输出0；

2.4将2.3输出结果作为参考输出，存到一个安全的数据库中；

3)设结果不同次数为0，在验证阶段执行如下操作，得到结果不同的总次数，用于验证给定设备与注册阶段的设备是否相同：

3.1取得N_sec个预处理阶段得到的数据库中的EDP，将计数器置为0；所述N_sec个EDP作为一次整体的输入在注册阶段被使用过；所述N_sec的取值与步骤2.1中的N_sec相同；

3.2对于步骤3.1中的每个EDP，判断EDP_Addr与EDP_Addr+1地址的两个单元在R轮RWR测试中，哪个单元发生错误的次数更多；如果EDP_Addr+1比EDP_Addr发生错误的次数多，步骤3.1中的计数器加1；

3.3当遍历所述N_sec个EDP_Addr后，将计数器中的数与N_sec的一半比大小，计数器中的数大于等于N_sec的一半时输出1，否则输出0；

3.4将3.3的输出结果与注册阶段步骤2.4的参考输出结果作比较，如果二者结果不同则结果不同次数加1；

3.5多次重复步骤3.1到3.4，得到结果不同的总次数；

3.6判断步骤3.5中结果不同的总次数是否大于设定阈值，如大于则判断设备没通过认证，否则设备通过认证。

2.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤1.1所述Error-Most-State表示最低工作电压为0.9V，最高工作温度为325K的环境；所述Error-Least-State表示最高工作电压为1.1V，最低工作温度为275K的环境。

3.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤1.1所述是否构成EDP具体是通过所述单元地址为Addr与Addr+1的两个单元发生错误的次数之差是否大于等于N_th来判断，N_th与步骤1.1所述N相等，取值为大于等于3。

4.如权利要求3所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤1.1所述N取值为3。

5.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤2.1和步骤3.1中的N_sec取值均为128。

6.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤2.2和步骤3.2所述R的取值均为4。

7.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤3.5所述多次为128次。

8.如权利要求1所述物理不可克隆认证方法，其特征是，步骤3.6所述阈值为23。