[发明专利]一种基于偏差补偿的高可靠ArbiterPUF电路

权利要求书

1.一种基于偏差补偿的高可靠Arbiter PUF电路，其特征在于，包括响应生成和响应重构两个过程；在响应生成阶段，当输入某一个激励C_i时，偏差补偿Arbiter PUF电路可以生成响应R_i、偏移方向D_i和可靠标志位F_i；R_i和D_i被保存起来，在响应重构阶段，当再次输入该激励C_i时，可以根据辅助数据D_i和F_i恢复出响应R_i；

所述基于偏差补偿的高可靠Arbiter PUF电路由一个N级开关延迟模块和一个仲裁器模块构成，还包括一个偏差补偿模块和一个数据产生模块；

所述生成可靠标志位F_i的步骤如下：

令控制信号S＝1，K＝0，产生测试输出T_i1；偏差补偿模块将附加延迟模块接到延迟链1中，假设延迟链1对输入信号的延迟时间为T₁，延迟链2对输入信号的延迟时间为T₂，由于附加延迟模块能够产生时间为T_c的延迟，此时延迟链1的总延迟为T₁+T_c，两条延迟链的延迟差值ΔT₁＝ΔT+T_c被输入到仲裁器中，产生测试输出T_i1，此时T_i1在数据产生模块内部经过DVI₁的2路，再经过DVI₂和MUX后输出并存储在寄存器REG₄中；改变控制信号使S＝1,K＝1，产生测试输出T_i2；此时偏差补偿模块将附加延迟模块接到延迟链2中；此时两条延迟链的延迟差值ΔT₂＝ΔT-T_c被输入到仲裁器中，产生测试输出T_i2；此时T_i2在数据产生模块内部经过DVI₁的2路和DVI₂的2路后，与上一轮存储在寄存器REG₄的T_i1异或，生成可靠标志位F_i，F_i被存储在寄存器REG₄中；当F_i＝0时，表示T_i1和T_i2相同，代表PUF电路在激励C_i下产生的响应R_i是可靠的，将不随温度和电压的变化而变化；否则，证明R_i是不可靠的，响应恢复阶段需要进行偏差补偿；

所述生成响应R_i和偏移方向D_i的过程如下：

再次改变控制信号使S＝0，偏差补偿模块中的两路输出T₁和T₂直接经过MUX₁和MUX₂的1路接入仲裁器，产生输出响应R_i，然后再经过数据产生模块DVI₁中的1路，将R_i存储在寄存器REG₁中；当下一位响应R_i输入到数据产生模块以后，上一轮的响应R_i-1就被存到REG₂中；F_i控制寄存器REG₃是否进行更新，当F_i为1时，REG₁和REG₂中的响应R_i和R_i-1经过异或之后得到偏移方向D_i并存入寄存器REG₃；当F_i为0时，寄存器REG₃的数据被锁住保持不变，此时生成的偏移方向值即为上一轮生成的偏移方向值；

所述响应重构过程如下：

当F_i＝0时，证明响应R_i是可靠的，此时不需要进行偏差补偿；因此基本延迟模块的两路输出T₁和T₂直接经过MUX₁和MUX₂接入仲裁器，产生响应输出R_i，R_i经过数据产生模块内的DVI₁直接存储到寄存器REG₁中；

当F_i＝1时，证明响应R_i是不可靠的，此时需要进行偏差补偿从而提升响应的可靠性；由于偏移方向值D_i由本轮的响应R_i与上一轮响应R_i-1的值异或得到，因此将D_i与R_i-1进行异或得到真正的偏差补偿方向B_i，即B_i＝D_i⊕R_i-1；

当B_i＝0时，偏差补偿模块将附加延迟模块接到延迟链1，由于附加延迟模块能够产生时间为T_c的延迟，此时延迟链1的总延迟为T₁+T_c，两条延迟链的延迟差值ΔT＝T₁-T₂+T_c被输入到仲裁器中，产生响应R_i，R_i经过数据产生模块内的DVI₁直接存储到寄存器REG₁中；

当B_i＝1时，将附加延迟模块接到延迟链2，此时两条延迟链的延迟差值ΔT＝T₁-T₂-T_c被输入到仲裁器中，产生响应R_i，R_i经过数据产生模块内的DVI₁直接存储到寄存器REG₁中。