近年來,針對硬件安全的研究已經(jīng)逐漸從基于密鑰的加密算法轉向硬件固有的信任根。物理不可克隆函數(shù)因為其輕量級,低功耗,快速響應和低測試成本的優(yōu)點,成為了一種新興的安全原語。物理不可克隆函數(shù)的出現(xiàn)使得曾對電路性能有著負面影響的納米級工藝誤差現(xiàn)在卻可以用來為每塊芯片產生唯一的安全身份碼。此外,物理不可克隆函數(shù)的防篡改特性以及其支持的詢問機制不需要永久存儲的密鑰(或明確定義的算法)便可以安全識別設備的能力使其降低了許多強大的硬件攻擊手段所帶來的風險,例如針對智能卡和安全令牌的逆向工程,探針探測和故障注入等攻擊。然而,工作環(huán)境的不確定性使得物理不可克隆函數(shù)電路在實際部署時不可避免的會發(fā)生錯誤。因此,創(chuàng)新性的電路結構,糾錯機制以及在各種安全協(xié)議中的應用方法是物理不可克隆函數(shù)這一領域中幾種主流的研究方向。本課題的研究內容主要包括了創(chuàng)新的電路結構和糾錯機制兩個方向。在電路創(chuàng)新方面,本課題提出了一種基于交叉耦合結構的高可靠性物理不可克隆函數(shù)電路。交叉耦合結構內部晶體管之間的模擬信號會因為工藝誤差產生失配,并且這種失配會因為正反饋機制被迅速放大,以防止被噪聲淹沒導致誤碼。最終失配的模擬信號會被放大成數(shù)字輸出...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1標準0.8微米工藝光刻出來的兩條金屬線（黑色部分）

用于硬件安全認證的高可靠性物理不可克隆函數(shù)電路研究6第2章物理不可克隆函數(shù)2.1PUF的基本介紹芯片制造是一個十分繁瑣的過程，從濕洗來保證硅晶圓表面沒有雜質，到光刻去刻出想要的形狀，到離子注入，再到干蝕刻，濕蝕刻，等離子沖洗，熱處理，再到最后的晶圓測試和打磨，一共要經(jīng)歷十幾個步驟....

圖2-2短溝道效應對電流的影響情況

用于硬件安全認證的高可靠性物理不可克隆函數(shù)電路研究6第2章物理不可克隆函數(shù)2.1PUF的基本介紹芯片制造是一個十分繁瑣的過程，從濕洗來保證硅晶圓表面沒有雜質，到光刻去刻出想要的形狀，到離子注入，再到干蝕刻，濕蝕刻，等離子沖洗，熱處理，再到最后的晶圓測試和打磨，一共要經(jīng)歷十幾個步驟....

圖2-3摻雜原子數(shù)目和位置的隨機摻雜波動

用于硬件安全認證的高可靠性物理不可克隆函數(shù)電路研究6第2章物理不可克隆函數(shù)2.1PUF的基本介紹芯片制造是一個十分繁瑣的過程，從濕洗來保證硅晶圓表面沒有雜質，到光刻去刻出想要的形狀，到離子注入，再到干蝕刻，濕蝕刻，等離子沖洗，熱處理，再到最后的晶圓測試和打磨，一共要經(jīng)歷十幾個步驟....

圖2-4物理不可克隆函數(shù)芯片的基本概念

尺寸晶體管并采用指狀交叉或者中心對稱的版圖形狀來盡可能減小晶體管之間不匹配。對于數(shù)字電路來說，工藝誤差引起的差異則會造成時鐘偏移，嚴重時甚至會影響數(shù)字信號建立時間和保持時間的要求，導致亞穩(wěn)態(tài)問題。為了避免上述類似的問題，電路在設計時通常會保留一定的裕量，使得電路具有一定的容錯能力....

本文編號：3921378