基于晶闸管型延迟单元的芯片指纹PUF电路

提出一种面向芯片指纹应用的物理不可克隆函数(PUF)电路,包括基于晶闸管型延迟单元的工艺敏感电路、时间偏差放大器和时间偏差比较器三个部分。工艺敏感电路由两个相同的晶闸管型延迟单元组成。晶闸管型延迟单元对工艺变化非常敏感,而在电源电压与温度变化时稳定性较强,可有效改善PUF电路的唯一性与稳定性。时间偏差放大器对工艺敏感电路输出的微弱延时差进行放大,减小延时差对噪声和时间偏差比较器精度的敏感性,使比较器能够产生稳定的输出,进一步提高PUF电路的稳定性。基于0.18μm CMOS工艺,对电路进行设计与仿真。结果表明,PUF电路的输出具有良好的海明距离统计分布特征,当温度在-40℃~100℃范围、电源电压在1.7~1.9V范围变化时,PUF电路的稳定性可达95.8%。

基于石墨烯电极RRAM的混合型PUF指纹电路

该文提出了一种基于阻变存储器(RRAM)的混合型物理不可克隆函数(PUF)芯片指纹电路。RRAM器件采用石墨烯电极、对称山型结构实现,具有阻值分布宽、开关比大的特点;通过引入对称RRAM阻值偏差作为PUF单元的随机熵源,提升PUF的唯一性;采用RRAM不同阻态阻值放大存储PUF单元初始偏差,提升PUF的稳定性;利用RRAM循环间随机性实现指纹ID的重构,提升PUF的安全性。混合型PUF芯片指纹电路在0.35μm CMOS工艺下设计实现。仿真结果表明,PUF输出具有良好的稳定性与唯一性,标准温度电压下片间汉明距离为49.95%,同时温度在−40℃~100℃,电源电压在4.6 V~5.4 V范围内变化时,PUF比特错误率为0。