[发明专利]生成稳定PUF响应的方法及电路

说明书

本发明公开了一种生成稳定PUF响应的方法及电路，包括登记阶段和生成阶段。所述登记阶段设置若干初始比较阈值，依次进行比较生成若干初始响应信号，根据初始响应信号确定当前输入的激励信号对应的稳定响应信号，再对初始比较阈值进行修正，生成判决比较阈值和判决阈值选择信号，存储于非易失性存储器中。所述生成阶段根据输入的激励信号，查找已登记的判决阈值选择信号，设置若干比较阈值，依次进行比较生成若干判决响应信号，再根据判决响应信号生成最终响应信号。本发明适用于包含非易失性存储器的电路系统，能代替复杂的纠错电路以生成稳定的PUF响应，节省电路成本。

技术领域

本发明属于PUF技术领域，更具体地，涉及一种生成稳定PUF响应的方法及电路。

背景技术

Physical UNcloNable FuNctioNs(PUF)技术是当今半导体安全技术的最新突破。PUF系统是一组微型的电路，通过提取IC制造过程中不可避免产生的个体差异，生成无限多个、特有的密钥，这些密钥不可预测和安排，永久存在，即使是芯片的制造商也无法仿制。和传统安全解决方案不同的是，PUF技术可以为每个动态生成无限多的、特有的、一次性的密钥，无需为加密而储存密钥，因而在安全防伪领域具有巨大的应用前景。

然而，也正是由于用来生成密钥的电路器件采用了相同的图形和尺寸设计以及相同的生产工艺，其相关参数尽管不可避免地存在一定偏差，但这种偏差往往非常微弱，这导致PUF电路单元在相同的激励下产生不同密钥值的情况时有发生，例如，对于同一激励，在某一时刻产生密钥0，在另一时刻又产生密钥1，因而严重影响了PUF技术的可靠性，极大地限制了PUF技术的进一步推广应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种生成稳定PUF响应的方法及电路，能有效避免由电路器件间的微弱差异导致产生的密钥值不稳定造成的不良影响，因而能显著提高PUF技术的可靠性，且电路结构简单。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种生成稳定PUF响应的方法，其特征在于，包括登记阶段和生成阶段；

在所述登记阶段，根据初始阈值选择信号设置若干初始比较阈值，依次采用所述初始比较阈值对工艺偏差信号进行比较生成若干初始响应信号；根据所述若干初始响应信号进行判决，确定当前输入的激励信号对应的稳定响应信号；根据所述稳定响应信号对所述若干初始比较阈值进行修正，生成若干判决比较阈值和与之对应的判决阈值选择信号；将所述判决阈值选择信号和与之对应的激励信号存储于非易失性存储器中，完成对当前激励信号的登记；

在所述生成阶段，根据当前输入的激励信号，从非易失性存储器中查找与之对应的判决阈值选择信号，按照所述判决阈值选择信号设置若干判决比较阈值；依次采用所述判决比较阈值对工艺偏差信号进行比较生成若干判决响应信号；根据所述若干判决响应信号进行判决，生成当前激励信号对应的稳定响应信号。

优选地，所述若干初始比较阈值将PUF电路对应的工艺偏差范围划分为若干区间，每个区间对应特定的若干初始响应信号和一个稳定响应信号；

在所述登记阶段，根据生成的若干初始响应信号确定当前输入的激励信号产生的工艺偏差所在的区间，进一步地确定其对应的稳定响应信号。

优选地，在所述登记阶段，对生成的初始响应信号进行多次采样，每次采样使用初始阈值选择信号设置相同的若干初始比较阈值，多次采样结果中选取数目最多的一组响应信号为初始响应信号。

优选地，在所述登记阶段，根据所述稳定响应信号对所述若干初始比较阈值进行修正，将其中可能产生不稳定响应的比较阈值除去，或者替换为能够产生所述稳定响应信号的比较阈值，生成所述若干判决比较阈值和与之对应的判决阈值选择信号。

优选地，在所述生成阶段，选取所述若干判决响应信号中数目较多的响应信号作为当前激励信号对应的稳定响应信号。