[发明专利]一种基于SRAM的强PUF工作电路和方法

说明书

本发明公开一种基于SRAM的强PUF工作电路和方法，属于信息安全技术领域。基于SRAM的强PUF工作电路包括SRAM及其控制器电路、数据位宽转换电路以及AES加密电路；SRAM及其控制电路在读写控制信号控制下，依次读取地址内数据，最多产生128×N bits输出至数据位宽转换电路；所述数据位宽转换电路将若干个地址产生的数据缓存、拼接成128位并行数据输出，并作为密钥送至AES加密电路；所述AES加密电路使用该密钥，对128位长度的激励进行加密处理，得到128位长度的响应，构成激励‑响应对。其结构灵活、精简，密钥生成速度快、成本低、可靠性高，能满足强PUF具有海量激励‑响应对的要求。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及一种基于SRAM的强PUF工作电路和方法。

背景技术

SRAM（Static Random Access Memory，静态随机存储器），是嵌入式设备、移动智能终端设备上常见的存储单元，其典型结构为交叉耦合回路。每个交叉耦合回路单元在上电的瞬间，其单元逻辑状态将会发生改变。由于制作工艺的差异，每个单元都有可能输出“0”和“1”两种状态，每个逻辑单元的输出是不可预测的。多个存储单元按照一定的方式排布构成了一个常用的SRAM，这个SRAM的每个单元会在上电瞬间产生一个随机的、不可复制的上电值，而这一组上电值受到具体物理实体的影响，在测量时呈现出物理不可克隆的特性。

截止目前，国外市场已经有成熟的PUF（physical unclonable function，物理不可克隆函数）产品商用。美国Intrinsic-ID公司作为行业领导者，近年来，先后将自己的产品应用到智能卡、汽车、FPGA、物流和政府领域，尤其是与NXP、Altera的深度合作。该公司的解决方案不仅为下一代芯片免除了存储密钥对非易失性存储器的需求，还可以应用于现有系统。利用PUF，能在需要时从芯片的硬件特性中（就像芯片的生物指纹）提取密钥。因为在电源关闭状态下并没有密钥，黑客便无法破解任何信息，而传统上密钥都是永久存储在非易失性存储器中。

现有数字PUF技术中，通常采用环形振荡器结构、仲裁器结构和SRAM存储器结构等。与强PUF具有海量的激励-响应对的特性相比，传统常规PUF只能产生很少数量的随机比特序列，性能无法达到要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SRAM的强PUF工作电路和方法，以解决现有的PUF只能产生很少数量的随机比特序列，性能无法达到要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于SRAM的强PUF工作电路，包括SRAM及其控制器电路、数据位宽转换电路以及AES加密电路；其中，

所述SRAM及其控制器电路的数据输出端与所述数据位宽转换电路的数据输入端连接；

所述数据位宽转换电路的输出端与所述AES加密电路的密钥输入端连接。

可选的，所述SRAM及其控制器电路的数据输入端连接读写控制信号。

可选的，所述SRAM及其控制器电路包括128×N bit SRAM容量，N是大于0的自然数。

本发明还提供了一种基于SRAM的强PUF工作方法，包括：

步骤1、SRAM及其控制电路在读写控制信号控制下，依次读取地址内数据，最多产生128×N bits输出至数据位宽转换电路；

步骤2、所述数据位宽转换电路将若干个地址产生的数据缓存、拼接成128位并行数据输出，并作为密钥送至AES加密电路；

步骤3、所述AES加密电路使用该密钥，对128位长度的激励进行加密处理，得到128位长度的响应，构成激励-响应对。

可选的，所述SRAM及其控制器电路上电稳定后，在读写控制信号控制下进行读取操作，且不需要进行复位。