[发明专利]保护物理不可仿制功能PUF产生器的方法及设备

说明书

本发明的一些实施例揭露用于保护物理不可仿制功能PUF产生器的方法及设备。在一项实例中，揭露一种PUF产生器。所述PUF产生器包含PUF单元阵列、PUF控制电路，及复位电路。所述PUF单元阵列包括多个位单元。所述多个位单元中的每一个可配置成至少两种不同稳定状态。所述PUF控制电路经耦合到所述PUF单元阵列，且经配置以在所述多个位单元通电时，存取所述多个位单元中的每一个以确定所述至少两种不同稳定状态中的一个，且基于所述多个位单元的所述所确定稳定状态来产生PUF签名。所述复位电路经耦合到所述PUF单元阵列，且经配置以基于所述PUF单元阵列的供应电压的电压调节事件的指示来设定所述多个位单元，以表示其初始化数据。

技术领域

本发明实施例涉及保护物理不可仿制功能产生器的方法及设备。

背景技术

物理不可仿制功能(PUF)通常在集成电路内的物理结构，其响应于PUF的输入(例如，质询(challenge)/请求)而提供数个对应输出(例如，响应)。各PUF提供一或多组请求-响应对。可通过由PUF提供的这些请求-响应对建立集成电路的身份。

当存储器单元(例如静态随机存取存储器(SRAM)单元)用于存储用户数据且产生PUF时，可通过降低对所述单元供电的供应电压来获得PUF位(或至少部分PUF位)。防止单元保持故障攻击的第一种方法是仅需要一单独SRAM块用于构建PUF，此与使用装置的既有存储器来产生PUF的理念相矛盾且显著增加实施成本。第二种方法是一旦检测到电力调节(power tempering)，便在读取数据之前等待直到存储于存储器中的任何值已衰减。此需要装置具有一定时间观念且显著增加开机时间，此在诸多应用中是有问题的。第三种方法是通过设计处理PUF响应的算法，使得对手无法区分针对不同起动状态的装置行为来混淆用于安全目的的位。然而，此需要复杂的加密原语，例如通常超过为其提出基于SRAM的PUF的资源受限装置的能力的匿名鉴认方案。因而，既有方法及PUF产生器对于防止一单元保持故障攻击并非完全令人满意的。

发明内容

本发明的一实施例涉及一种物理不可仿制功能(PUF)产生器，其包括：PUF单元阵列，其包括多个位单元，其中所述多个位单元中的每一个可配置成至少两种不同稳定状态；PUF控制电路，其耦合到所述PUF单元阵列，其中所述PUF控制电路经配置以：在所述多个位单元通电时，存取所述多个位单元中的每一个以确定所述至少两种不同稳定状态中的一个，及基于所述多个位单元的所述所确定稳定状态产生PUF签名；及复位电路，其耦合到所述PUF单元阵列，其中所述复位电路经配置以基于所述PUF单元阵列的供应电压的电压调节事件的指示设定所述多个位单元以表示其初始化数据。

本发明的一实施例涉及一种存储器装置，其包括：存储器单元阵列，其包括多个位单元，其中所述多个位单元中的每一个可配置成至少两种不同稳定状态；物理不可仿制功能(PUF)控制电路，其耦合到所述存储器单元阵列，其中所述PUF控制电路经配置以：在所述多个位单元通电时，存取所述多个位单元中的每一个以确定所述至少两种不同稳定状态中的一个，及基于所述多个位单元的所述所确定稳定状态产生PUF签名；及复位电路，其耦合到所述存储器单元阵列，其中所述复位电路经配置以基于所述存储器单元阵列的供应电压的电压调节事件的指示设定所述多个位单元以表示其初始化数据。

本发明的一实施例涉及一种用于保护物理不可仿制功能(PUF)产生器免受攻击的方法，所述方法包括：监测存储器单元阵列的供应电压的电压变化，其中所述存储器单元阵列包括多个位单元，所述多个位单元的稳定逻辑状态在所述存储器单元阵列通电时用来产生PUF签名；基于所述监测检测所述供应电压的电压调节事件；基于所述电压调节事件产生清除信号；及基于所述清除信号将所述多个位单元中的每一个设定为其初始逻辑状态。

附图说明

当结合附图阅读时，从下文详细描述最好地理解本揭露的方面。应注意，各种装置不一定按比例绘制。事实上，为了清楚论述起见，可任意增大或减小各种装置的尺寸及几何形状。贯穿说明书及图式，类似元件符号表示类似装置。