[发明专利]获取存储器物理不可克隆函数的方法和系统

说明书

本发明提供一种获取存储器物理不可克隆函数的方法和系统，所述方法包括：在各种环境参数下对存储器进行上电，并统计所述存储器的每个存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值；基于所述统计的结果确定所述每个存储单元的统计特征值；以及基于所述每个存储单元的单元地址及其统计特征值生成所述存储器的物理不可克隆函数特征值序列。本发明所提供的获取存储器物理不可克隆函数的方法和系统将构成PUF的存储器的全部寻址空间均作为构成特征值的组成部分，最终输出的PUF特征值具有统计意义，不仅可以生成更准确的PUF特征值，还可以降低用于加密时被破解的风险。

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，具体而言涉及一种获取存储器物理不可克隆函数(PUF)的方法和系统。

背景技术

存储器物理不可克隆函数(PUF)技术在信息加密领域日臻成熟。例如，利用静态随机存取存储器物理不可克隆函数(SRAM PUF)构成的密钥系统应用平台广泛，兼容性好。高可靠性的SRAM PUF对于高效的加密方案非常关键。

现有的关于SRAM PUF的技术利用专门的控制单元把构成PUF的SRAM中稳定的存储单元(cell)筛选出来，它们的地址作为稳定0cell或者稳定1cell的特征值。所谓稳定的cell是指在不同的电压和温度范围内，遍历所有电压-温度的组合情形时，cell的上电初值都是稳定的、可重复的数值0或者1。

然而，这样的方法存在弊端：即，如果SRAM的系统偏差很一致，决定cell值的主要因素是噪声，那么就有可能筛选不出来上述的所谓“稳定”cell，从而使这种方法失效。此外，由于仅筛选出来稳定的cell，最终生成的PUF特征值的比特位数较少，使得PUF特征值用于加密时被破解的风险很高。

发明内容

针对现有技术的不足，一方面，本发明提供一种获取存储器物理不可克隆函数的方法，所述方法包括：在各种环境参数下对存储器进行上电，并统计所述存储器的每个存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值；基于所述统计的结果确定所述每个存储单元的统计特征值；以及基于所述每个存储单元的单元地址及其统计特征值生成所述存储器的物理不可克隆函数特征值序列。

在本发明的一个实施例中，所述基于所述统计的结果确定所述每个存储单元的统计特征值包括：当存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值均为“0”时，该存储单元的统计特征值为“0”；当存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值均为“1”时，该存储单元的统计特征值为“1”；当存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值包括“0”和“1”、且为“0”的概率大于等于预定阈值时，该存储单元的统计特征值为“F”，其中“F”表示该存储单元为“0”偏向的存储单元；当存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值包括“0”和“1”、且为“1”的概率大于等于所述预定阈值时，该存储单元的统计特征值为“T”，其中“T”表示该存储单元为“1”偏向的存储单元；以及当存储单元在所述各种环境参数下的初始逻辑值的情况不属于上述四种情况中的任一种时，该存储单元的统计特征值为“X”，其中“X”表示该存储单元为“0/1”随机的存储单元。

在本发明的一个实施例中，所述基于所述每个存储单元的单元地址及其统计特征值生成所述存储器的物理不可克隆函数特征值序列包括：将所述存储器的各存储单元的统计特征值添加在对应的存储单元的地址值之后以构成各存储单元的特征值序列；以及按照所述各存储单元的地址顺序对所述各存储单元的特征值序列进行排列并组合，以作为所述存储器的物理不可克隆函数特征值序列。

在本发明的一个实施例中，所述各种环境参数包括多个电压值与多个温度值的遍历组合。

在本发明的一个实施例中，所述存储器为静态随机存取存储器。