[发明专利]一种物理不可克隆单元及读取电路

说明书

本发明提供了一种物理不可克隆单元及读取电路，所述物理不可克隆单元包括：第一字线、第二字线、第一位线、第二位线，以及镜像设置的第一晶体管反熔丝和第二晶体管反熔丝，所述第一晶体管反熔丝分别与第一字线、第一位线、第二晶体管反熔丝连接，所述第二晶体管反熔丝还分别与第二字线、第二位线连接。本发明提供的物理不可克隆单元在辐照环境下不易发生器件失效或数据翻转，保证了存储数据的安全。

技术领域

本发明涉及数据存储技术领域，尤其是指一种物理不可克隆单元及读取电路。

背景技术

随着航空航天事业的发展，各类人造卫星、航天器以及地球站的之间的通信通信安全也需要关注。物理不可克隆PUF(Physical Unclonable Functions)技术是利用集成电路不可控的制造工艺差异，提取芯片特征生成具有唯一标志的签名数据。以特有的轻量级和防篡改属性在芯片认证、随机数产生器和密钥生成等硬件安全领域有着极大优势，现有的常用PUF技术是基于SRAM和触发器结构的。但太空中银河宇宙射线和辐射带的辐射会使SRAM和触发器发生数据改变，影响系统安全防护能力。

因此需要一种抗辐照的PUF结构，在辐照环境下仍然能够正常工作。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种物理不可克隆单元及读取电路，旨在解决现有的PUF结构容易受到宇宙射线和辐射影响的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

第一方面，提供了一种物理不可克隆单元，包括：第一字线、第二字线、第一位线、第二位线，以及镜像设置的第一晶体管反熔丝和第二晶体管反熔丝，所述第一晶体管反熔丝分别与第一字线、第一位线、第二晶体管反熔丝连接，所述第二晶体管反熔丝还分别与第二字线、第二位线连接，同时通过第一字线向第一晶体管反熔丝和通过第二字线向第二晶体管反熔丝施加编程电压，并拉低第一位线、第二位线的电压形成压差将第一晶体管反熔丝或第二晶体管反熔丝部分击穿，以进行数据的存储。

其中，所述第一晶体管反熔丝包括第一栅极、第一源极、第一漏极，所述第二晶体管反熔丝包括第二栅极、第二源极、第二漏极，所述第一栅极与第一字线连接，所述第一源极与第一位线连接，所述第一漏极与第二漏极连接，所述第二源极与第二位线连接，所述第二栅极与第二字线连接。

其中，所述物理不可克隆单元还包括设于所述第一栅极和第一源极、第一漏极之间的第一厚栅氧化层及第一薄栅氧化层，以及设于所述第二栅极和第二源极、第二漏极之间的第二厚栅氧化层及第二薄栅氧化层。

第二方面，本发明还提供了一种读取电路，包括电流比较电路、仲裁器，以及如第一方面所述的物理不可克隆单元；所述电流比较电路的第一端与所述第一晶体管反熔丝和第二晶体管反熔丝之间的结点连接，所述电流比较电路的第二端与仲裁器连接，并由所述仲裁器输出读取数据。

其中，所述电流比较电路包括三个并联的电流比较器。

本发明的有益效果在于：

本发明通过第一字线、第二字线施加编程电压并击穿第一晶体管反熔丝或第二晶体管反熔丝来随机生成数据，第一晶体管反熔丝和第二晶体管反熔丝具有较高的抗单粒子特性，即使在辐照剂量较高的环境下第一晶体管反熔丝和第二晶体管反熔丝阻值改变的范围也不会影响存储数据的判定，保证了数据的安全。

附图说明

下面结合附图详述本发明的具体结构

图1为本发明实施例提供的物理不可克隆单元的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一晶体管反熔丝与第二晶体管反熔丝连接的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的读取电路的结构示意图。

具体实施方式