[发明专利]电子装置、产品及制造集成电路方法及产生数据集的方法

说明书

本发明阐述了一种利用存储于非易失性存储器中的安全密钥以及在包括例如闪存单元等非易失性存储器单元的集成电路上产生基于物理不可复制功能的数据集的系统及方法。所述方法包括：将安全密钥存储于非易失性存储器阵列的多个区块中的特定区块中；在耦合至非易失性存储器阵列的安全逻辑电路中，在协议中利用存储于特定区块中的安全密钥来允许外部装置或通讯网络经由端口存取存储于多个区块中的各区块中的数据；以及允许安全逻辑对特定区块进行只读存取以供在协议中使用，并阻止经由端口存取特定区块。

技术领域

本发明是有关于包括闪存阵列或其他非易失性存储器阵列的集成电路，所述集成电路具有利用独有密钥或独有辨识码的安全特征。

背景技术

具有非易失性存储器的集成电路(例如闪存)被开发为具有极高的容量。某些技术考虑会在集成电路上达成百万兆位级阵列(terabit scale array)。此外，存储器装置正被部署于通过网络内连的所谓的「物联网(internet of things，简称IoT)」装置中，所述网络系以例如因特网协议通信技术进行运作。对于物联网装置及其他存储数据的装置的数据安全性是需要担忧的。因此，需要以独有密钥进行加密并以独有标识符(ID)进行鉴认的安全协议及查问/响应(challenge/response)技术正在被发展中。

安全协议需要使用密钥管理技术来产生、更新、存储及保护所利用的独有密钥及ID。

物理不可复制功能(physical unclonable function，简称PUF)是一种可用于为物理实体(例如集成电路)创建独有随机密钥的程序。使用物理不可复制功能是一种用于产生供支持硬件固有安全(hardware intrinsic security，简称HIS)技术的芯片ID使用的密钥的解决方案。在具有高安全要求的应用(例如移动装置及嵌入式装置)中，已使用物理不可复制功能来创建密钥。在一种示例性范例中，物理不可复制功能为环形振荡器物理不可复制功能(ring-oscillator PUF)，其使用电路传播的闸延迟所固有的制造变化性(manufacturing variability)。另一种示例性物理不可复制功能是静态随机存取存储器(SRAM)物理不可复制功能，其中各晶体管中的门限电压差使得接通电源的静态随机存取存储器呈现逻辑「0」或逻辑「1」。参见查尔斯-赫尔德(Charles Herder)等人所著的「物理不可复制功能及应用：教程(Physical Unclonable Functions and Applications：ATutorial)」，第1126页至第1141页，电机电子工程师学会的学报(Proceedings of theIEEE)|第102卷，第8期，2014年8月。

已提出一种使用电阻式随机存取存储器(resistive random access memory)的物理性质的物理不可复制功能。参见吉本(Yoshimoto)等人所著的「10年后用于40纳米嵌入式应用且在125℃下具有＜0.5％的位错误率的基于电阻式随机存取存储器的物理不可复制功能(A ReRAM-based Physically Unclonable Function with Bit Error Rate＜0.5％after 10years at 125℃for 40nm embedded application)」，第198页至第199页，2016VLSI技术论文科技文摘研讨会(2016Symposium on VLSI Technology Digest ofTechnical Papers)。在此论文中所呈现的应用提出了对会因老化劣化而提高位错误率的电阻式随机存取存储器-物理不可复制功能(ReRAM-PUF)的传统ID产生方法进行改良。然而，在此种基于电阻式随机存取存储器的物理不可复制功能中，所创建的数据仍可能因存储器单元的电阻漂移(drift)而受到破坏(corrupt)，此可使得位错误率在存取或使用所存储密钥时是不可接受的。此种电阻漂移于在集成电路的某些应用中(例如在汽车应用中)所遇到的高温条件下可能更突出。