[发明专利]一种基于动态可重构技术实现PUF的系统及方法

权利要求书

1.一种基于动态可重构技术实现PUF的系统，其特征在于，包括：存储器和FPGA模块；

存储器用于存储FPGA整体结构配置文件和不同类型的可重构环形振荡器结构设计配置文件；

FPGA模块用于实现PUF结构，包括：编程系统、控制模块、可重构环形振荡器、计数器和比较器，控制模块、可重构环形振荡器、计数器和比较器组成PUF，所述PUF中的可重构环形振荡器为可配置区域，由编程系统加载存储在存储器中的可重构环形振荡器结构设计配置文件并进行配置实现；

控制模块产生使能信号和能够形成有效震荡的配置信号并发送给配置好的可重构环形振荡器，同时，控制模块产生计数器的定时控制信号，用于控制计数器的计数时间；

可重构环形振荡器根据配置信号和使能信号产生具有唯一频率的振荡信号，计数器统计设定时间内的振荡次数；最后通过比较器比较连续两次计数器上传的计数值来获得比特输出，也就是响应信号；相邻的两次计数值有以下产生方式：

对于不同结构的可重构环形振荡器，控制模块产生同一配置信号，计数器分别对两次震荡信号进行统计，得到两次计数值；

对于不同结构的可重构环形振荡器，控制模块产生不同配置信号，计数器分别对两次震荡信号进行统计，得到两次计数值；

对于相同结构的可重构环形振荡器，控制模块产生不同配置信号，计数器分别对两次震荡信号进行统计，得到两次计数值。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态可重构技术实现PUF的系统，其特征在于，所述可重构环形振荡器的结构包括：CRO结构、RRO结构和XRRO结构。

3.一种基于动态可重构技术实现PUF的方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1至2任意一项所述系统实现，包括步骤：

(1)预先生成FPGA整体结构配置文件和不同类型的可重构环形振荡器结构设计配置文件，并存储在存储器中；

(2)激活系统后，编程系统从存储器加载FPGA整体结构配置文件和任意一个可重构环形振荡器结构设计配置文件，然后根据可重构环形振荡器结构设计配置文件实现可重构环形振荡器，同时根据FPGA整体结构配置文件在其他区域上实现PUF的其余模块；

(3)控制模块产生使能信号和配置信号发送给可重构环形振荡器，并同时产生计数器的定时控制信号发送给计数器；计数器统计设定时间内的振荡次数，发送给比较器；

(4)编程系统重新加载一个不同的可重构环形振荡器结构设计配置文件实现可重构环形振荡器，控制模块产生与上一次相同或不同的使能信号和配置信号，通过新的可重构环形振荡器产生震荡信号，通过计数器统计设定时间内的振荡次数，发送给比较器；

或，

保持上一次加载的可重构环形振荡器结构不便，控制模块产生与上一次不同的配置信号，通过可重构环形振荡器产生震荡信号，通过计数器统计设定时间内的振荡次数，发送给比较器；

(5)比较器比较连续两次计数器的计数值来获得响应信号；

(6)重复执行步骤(4)到(5)，直至产生足够的响应信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于动态可重构技术实现PUF的方法，其特征在于，还包括步骤：

当同一个可重构环形振荡器结构通过不同配置信号产生响应的次数达到阈值C时，所述编程系统重新加载新的可重构环形振荡器结构设计配置文件；所述阈值C用于避免攻击者通过获取足够次数的响应信号预测PUF的输出。