[发明专利]LDPC码在PUF基于码偏移架构纠错中的应用方法及装置

说明书

本发明公开了一种LDPC码在PUF基于码偏移架构纠错中的应用方法及装置，注册过程中，激励经过PUF后生成响应y，经过哈希函数生成注册密钥，同时利用响应y生成协助数据e＝y⊕c，并存储协助数据e；c为LDPC码码元；验证过程中，激励经过PUF后生成响应y’，从y’中减掉存储的协助数据e，再对y’⊕e进行LDPC码纠错，得到y纠错后的结果最后将通过哈希函数得到再生成密钥。本发明利用码偏移架构，将LDPC码利用到PUF上，实现了在较差外界环境下对PUF的纠错。并且LDPC码可以并行译码，符合PUF低功耗，较低复杂度的要求，在较差外界环境下，LDPC对于PUF的纠错能力比现有的BCH码等更强。

技术领域

本发明涉及一种纠错码技术,具体涉及一种LDPC码在PUF基于码偏移(Code-offset)架构纠错中的应用方法及装置，属于硬件安全技术领域。

背景技术

PUF(物理不可克隆技术)是一种利用产品生产过程中存在的内在的随机性，来生成密钥的数字电路。它可以多次重新生成密钥。但是，PUF的输出会因为环境因素(例如温度，供电电压等)的不同而改变。因此，在实际使用PUF时，必须利用纠错技术纠正在重新生成密钥时的错误。

目前用于PUF纠错的技术中，最经常使用的是BCH码，BCH也是一种线性分组码，在环境噪声比较小时，BCH纠错性能较好，但是当环境噪声比较大，也就是PUF实际应用中外界环境变化较大时，BCH无法纠错性能较差，PUF无法用于生成密钥或一些认证场景。

发明内容

发明目的：针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种LDPC码在PUF基于码偏移架构纠错中的应用方法及装置，利用码偏移架构，将LDPC码利用到PUF技术上，实现在较差外界环境下对PUF的纠错。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

LDPC码在PUF基于码偏移架构纠错中的应用方法，包括注册过程和验证过程，其中注册过程包括：激励经过PUF后生成响应y，经过哈希函数生成注册密钥，同时利用响应y生成协助数据并存储协助数据e；其中c为一个LDPC码码元；

验证过程包括：激励经过PUF后生成响应y’，从y’中减掉存储的协助数据e，再对进行LDPC码纠错，得到y纠错后的结果最后将通过哈希函数得到再生成密钥。

作为优选，注册过程中生成协助数据的方法为：将一个随机的码字经过LDPC编码器，生成一个随机的码元c，c与PUF的响应y做按位异或运算得到协助数据e。

作为优选，验证过程中进行纠错的方法为：将y’与协助数据e进行按位异或运算，将运算结果放入LDPC译码器，生成估计值再和协助数据e进行按位异或运算，得到对y的纠错结果

作为优选，验证过程中选择最小和算法进行LDPC译码。

LDPC码在PUF基于码偏移架构纠错中的应用装置，包括：

PUF单元，用于根据激励生成响应；

协助数据生成单元，用于生成协助数据其中y为注册过程中PUF单元生成的响应，c为一个LDPC码码元；

协助数据存储单元，用于存储协助数据e；

密钥再生成单元，用于将验证过程中PUF单元生成的响应y’与存储的协助数据e按位异或，再对结果进行LDPC码纠错，得到y纠错后的结果

以及，哈希散列单元，用于对PUF单元生成的响应或纠错后的响应结果进行散列运算，生成最终密钥。

作为优选，所述协助数据生成单元包括：

LDPC编码器，用于生成LDPC码码元c；

以及，模2加法器，用于将c与PUF单元的响应y做按位异或运算。