[发明专利]一种采用阻抗失配效应的物理不可克隆函数电路

说明书

本发明公开了一种采用阻抗失配效应的物理不可克隆函数电路，包括三个二输入与门、结构相同的两个阻抗失配放大器、分频器、第一D触发器、第二D触发器、第一JK触发器、第一计数器、第二计数器、比较器和第一反相器；二输入与门具有第一输入端、第二输入端和输出端，三个二输入与门分别为第一二输入与门、第二二输入与门和第三二输入与门，两个阻抗失配放大器分别为第一阻抗失配放大器和第二阻抗失配放大器；第一D触发器和第二D触发器均具有输入端、时钟端、输出端和反相输出端，第一JK触发器具有J端、K端、时钟端和输出端；比较器具有第一输入端、第二输入端和输出端；优点是可以有效的解决不同形式的伪造攻击，识别PCB的真假，提高PCB的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种物理不可克隆函数电路，尤其是涉及一种采用阻抗失配效应的物理不可克隆函数电路。

背景技术

印刷线路板(Printed Circuit Board，PCB)广泛用于电子系统中，以布置各种通孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等)的方式，通过传输线实现电子元器件之间的相互连接。PCB从单层发展到双面板、多层板和挠性板，不断地向高精度、高密度和高可靠性发展，全球每年与PCB相关的产值高达591亿美元。随着PCB设计复杂度增加、成本上升，系统集成商越来越依赖第三方供应商进行PCB设计与制造。PCB的设计与制造过程通常采用分布式进行，因此供应链很长。在供应链上，伪造PCB有多种来源，例如直接克隆、过度生产和回收。PCB能简单的通过采用X射线分析的光学手段逆向建立。另一种攻击是制造商违背了与客户签署的合同，将生产过剩的PCB销售出去。还有一种非法手段是将回收的PCB当作新的产品。事实上，仿造的PCB质量较差，导致可靠性、性能不足等问题。目前的工业实践没有提供适当的解决方案来对抗前面提到PCB假冒问题。随着假冒PCB的增加以及意外性报告的上升，如何验证PCB在系统中的可靠性成为关键问题。

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions，PUF)电路是一种依赖集成电路本身特性的函数发生电路，可以产生作为身份标识的数字信号。PUF电路具有唯一性、随机性和不可克隆性等性质。其中，唯一性是指PUF电路借助集成电路的内在特性，通过对比或其它方式处理偏差信号，最终产生唯一的函数功能信号；随机性是指响应信号中的每一位数据，逻辑“0”和逻辑“1”的概率几乎相等；不可克隆性是指由于工艺偏差的不可预测性，即使攻击者已明确PUF电路的结构信息，同样难以克隆出具有相同函数功能的PUF电路。以上特点使得PUF电路可以有效地防御包括侵入式攻击在内的多种攻击模式。

连接PCB上布置的各电子元器件之间的传输线具有特征阻抗的特性，在信号传输时会产生阻抗失配效应。在信号传输过程中，阻抗失配效应会使传输信号发生反射，引起输出信号幅值和频率变化，在高频电路中尤为突出。相同电路结构的PCB中，相同的一条传输线由于生产工艺的偏差所导致的阻抗失配效应截然不同。鉴此，设计一种采用阻抗失配效应的物理不可克隆函数电路来识别PCB的真假，提高PCB的可靠性具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用阻抗失配效应的物理不可克隆函数电路，该物理不可克隆函数电路可以有效的解决不同形式的伪造攻击，识别PCB的真假，提高PCB的可靠性。