[发明专利]客户端-服务器设备通信系统内的服务器设备及其操作方法

说明书

本发明的实施例涉及一种客户端‑服务器设备通信系统内的服务器设备及其操作方法。本发明使用半导体制造工艺制造客户端设备。半导体制造工艺中的一个或多个不可控随机物理工艺可能导致客户端设备与其他客户端设备之间的小差异。当客户端设备面临来自服务器设备的询问时，客户端设备产生取决于其物理特性的唯一随机但具确定性的响应。服务器设备将该唯一随机但具确定性的响应存储为具有来自其他客户端设备的其他随机但具确定性的响应的虚拟PUF电路存储设备的部分。服务器设备将存储在虚拟PUF电路存储设备中的客户端设备的随机响应用于一个或多个加密算法以对要提供给客户端设备的信息进行加密。然而，在某些情况下，来自给定询问的具有确定性的响应可能略有不同，一种方法调节该响应，使得加密的信息将被正确解密。

技术领域

本发明的实施例总体涉及集成电路领域，更具体地，涉及客户端-服务器设备通信系统内的服务器设备及其操作方法。

背景技术

集成电路表示使用半导体制造工艺在半导体衬底(作为实例，诸如硅晶体)上形成的电子电路的集合。通常，半导体制造工艺中存在的制造变化和/或未对准公差可导致由半导体制造工艺制造的集成电路彼此不同。例如，半导体制造工艺中不可控的随机物理工艺可在集成电路中导致小差异，作为一些实例，诸如在掺杂浓度、氧化物厚度、沟道长度、结构宽度和/或寄生效应方面的差异。这些小差异保持在半导体制造工艺的工艺限制内，并且通常不影响集成电路的正常功能。然而，这些小差异导致每个集成电路在物理上是唯一的，没有两个集成电路是相同的。物理不可克隆功能(function)(PUF)使用这种物理唯一性来将集成电路彼此区分开。PUF表示询问(challenge)-响应机制，其中询问及其对应的响应之间的映射取决于用于制造集成电路的物理材料的复杂性和可变性。当集成电路受到询问时，集成电路产生取决于集成电路本身的物理性质的随机响应。当多次被同一询问查询时，集成电路产生仅相差小误差的类似响应，可通过适当的误差校正机制来校正这些误差。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种客户端-服务器设备通信系统内的服务器设备，所述服务器设备包括：虚拟物理不可克隆功能(PUF)电路存储设备，存储所述客户端-服务器设备通信系统内的多个客户端设备的多个PUF电路的虚拟映射；以及加密电路，被配置为：利用第一询问向所述虚拟物理不可克隆功能电路存储设备查询第一响应，所述第一响应来自对应于所述多个客户端设备中的客户端设备的所述虚拟映射，通过询问系数来增加或减少所述第一询问而产生第二询问，和利用所述第二询问向所述虚拟物理不可克隆功能电路存储设备查询第二响应，所述第二响应来自对应于所述客户端设备的所述虚拟映射，以及其中，所述加密电路包括：第一逻辑门，被配置为在多个消息中的第一消息与所述第一响应之间实施逻辑操作以提供第一加密消息，和第二逻辑门，被配置为在所述多个消息的第二消息与所述第二响应之间实施逻辑操作以提供第二加密消息。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于在客户端-服务器设备通信系统内操作服务器设备的方法，所述方法包括：存储所述客户端-服务器设备通信系统内的多个客户端设备的多个物理不可克隆功能(PUF)电路的虚拟映射；利用第一询问查询第一响应，所述第一响应来自对应于所述多个客户端设备中的客户端设备的所述虚拟映射；通过询问系数增加或减少所述第一询问来产生第二询问；利用所述第二询问查询第二响应，所述第二响应来自对应于所述客户端设备的所述虚拟映射；以及在多个消息中的第一消息与所述第一响应之间实施逻辑操作以提供第一加密消息，以及在所述多个消息的第二消息与所述第二响应之间实施逻辑操作以提供第二加密消息。