[发明专利]一种防破解PUF结构

摘要

本发明公开一种防破解物理不可克隆函数PUF结构。首先PUF基本单元为容性电路采用开关电容电路捕获电容的工艺偏差，将其转变为电压偏差，以实现物理不可克隆函数；其次采用电容敏感的输入输出耦合正反馈比较器将开关电容电路产生的电压偏差值放大，转变为PUF 0/1密钥；然后采用多个PUF容性基本单元构成容性阵列，保护整个芯片将每个PUF容性基本单元中所采样电容的上极板以顶层金属走线，并与地线混合绕线，将每个PUF容性基本单元中所采样电容的下极板以次顶层金属走线，并与地线混合绕线。所有走线都覆盖PUF电路、内核电路和需要保护的其他电路。本发明防破解PUF结构在获得良好物理不可克隆特性的同时，能够有效防止探针、破坏重建等外部攻击。

主权项

一种防破解PUF结构，由多个PUF容性基本单元构成容性阵列，其特征在于：每个PUF容性基本单元包含开关电容电路、控制电路、比较器、顶层金属走线及次顶层金属走线，控制电路分别与开关电容电路和比较器相连，开关电容电路的信号输出经比较器放大后输出；开关电容电路分别与顶层金属走线及次顶层金属走线相连，在顶层金属和次顶层金属分别采用电容上极板和电容下极板作为敏感的信号线，并分别与地线混合绕线，且混合绕线覆盖PUF电路、内核电路和芯片需要保护的电路；所述的比较器为电容敏感的输入输出耦合正反馈比较器；多个PUF容性基本单元构成容性阵列覆盖整个芯片的PUF电路、内核电路和芯片需要保护的电路；开关电容电路捕获芯片电容的工艺偏差，并转换为电压偏差，以实现物理不可克隆函数；比较器将开关电容电路产生的电压偏差值放大，转变为PUF输出0/1密钥；控制电路对PUF基本单元进行使能，产生PUF密钥后，控制电路关闭PUF基本单元。