基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM-PUF預選方法及裝置、電子設備制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及物理不可克隆函數(shù)技術領域，公開了一種基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM
?
PUF預選方法及裝置、電子設備


[0001]本申請涉及物理不可克隆函數(shù)
，尤其涉及基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM
?
PUF預選方法及裝置、電子設備。

技術介紹

[0002]電子設備是我們日常生活中不可分割的一部分，這類設備如智能卡、移動電話、RFIDs可用于驗證其所有者的身份，并為其提供訪問私人區(qū)域或其銀行賬號的權限，并且都可存儲其私人數(shù)據(jù)以及信息。由于這些設備的廣泛使用，這就使其容易成為被攻擊的目標，這實際上就是一個安全問題。大多數(shù)的設備都包含一些用于驗證其擁有者身份的密鑰或者信息，因此，這些信息或者密鑰必須以一種安全的方式存儲，如此才可以防止信息的泄露，保證設備以及個人信息的安全性。
[0003]密鑰的安全存儲和使用是一項具有挑戰(zhàn)性的任務，通常情況下密鑰存儲于非易失性存儲器中，但其容易受到侵入式攻擊而造成密鑰的泄露，為了能夠安全存儲密鑰，電子設備中必須有額外的硬件安全架構來做攻擊的檢測，這些硬件需要提供穩(wěn)定的電源來維持工作，但這對于一些小的平臺如微控制器、RFIDs都是一筆巨大的開銷。以上的這些描述都帶出了目前嵌入式設備中普遍存在的問題，在提高設備安全性的基礎上需要增大過多硬件資源，提高了芯片的功耗及面積。PUF以一種安全的方式保存密鑰信息，正越來越多的應用于加密協(xié)議、系統(tǒng)安全架構中。
[0004]SRAM由于其自身天然的隨機性，不需要額外的PUF硬件電路來生成熵源，成為國內外研究的熱門，且已經(jīng)以一種較為成熟的技術用于商業(yè)。但是其存在如下問題，原生態(tài)的SRAM
?
PUF錯誤率較高，隨之要求的是糾錯電路糾錯能力的增加，同時伴隨著電路面積的線性增加。
[0005]雖然對SRAM單元進行預選的方法很多，但是這些方法都存在一定的缺陷。利用SRAM單元上電坡度的特性，提出的SRAM上電坡度預選算法，雖然所需要的測試數(shù)據(jù)量少，但其需要從電源兩端對SRAM進行梯度上電，對電源提出了較高的要求，且其對環(huán)境敏感不易進行密鑰重構；利用SRAM跳閘電壓特性，提出的SRAM最大跳閘電壓預選算法，雖然測試數(shù)據(jù)結果準確，但是對電源分級顆粒度提出了較高的要求；臨時多數(shù)表決算法通過數(shù)次評估SRAM重復上電值進行多數(shù)投票表決，選擇表決之后仍具有強烈偏向性的單元作為PUF響應，但是許多在前級評估中有相同偏向的單元在后續(xù)的評估中出現(xiàn)了相反的偏向性，雖然方法簡單但是失去了PUF的穩(wěn)定性。

技術實現(xiàn)思路

[0006]本申請實施例的目的是提供基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM
?
PUF預選方法及裝置、電子設備，以解決相關技術中存在的SRAM
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PUF穩(wěn)定性低，糾錯電路面積大的問題。
[0007]根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM
?
PUF預選方法，包括：
[0008]設置SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，獲取每個斷電掃描節(jié)點中所有偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的上電信息；
[0009]從所述上電信息中獲取偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間；
[0010]設置SRAM
?
PUF響應長度，并設置是否進行SRAM單元分塊操作；
[0011]如果設置不進行SRAM單元分塊操作，則從倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，剩余SRAM單元成為掩碼位；
[0012]如果設置進行SRAM單元分塊操作，則根據(jù)所設置的SRAM
?
PUF響應長度將所有SRAM單元進行陣列分塊，從SRAM單元分塊中篩選出偏向性強度最大的SRAM單元分塊號，根據(jù)所述SRAM
?
PUF響應長度，從偏向性強度最大的SRAM單元分塊中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，此分塊內剩余SRAM單元成為掩碼位；
[0013]根據(jù)所述的SRAM單元下標生成SRAM
?
PUF響應；
[0014]存儲所述分塊號、掩碼位作為生成SRAM
?
PUF響應的信息源。
[0015]進一步地，所述SRAM單元既可是片外SRAM單元也可是嵌入式設備的片內SRAM單元，設置SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，獲取每個斷電掃描節(jié)點中所有偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的上電信息，包括：
[0016]向SRAM陣列中全寫數(shù)據(jù)
‘1’
，根據(jù)設置的斷電掃描步長進行批次斷電，然后再進行上電，上電之后讀取每個SRAM單元上電信息，將數(shù)據(jù)與斷電掃描節(jié)點相對應；
[0017]向SRAM陣列中全寫數(shù)據(jù)
‘0’
，根據(jù)設置的斷電掃描步長進行批次斷電，然后再進行上電，上電之后讀取每個SRAM單元上電信息，將數(shù)據(jù)與斷電掃描節(jié)點相對應。
[0018]進一步地，根據(jù)斷電掃描的SRAM陣列數(shù)據(jù)結果，斷電時間越短先翻轉的SRAM單元就是偏向性較強的單元，可以構建出斷電時間與數(shù)據(jù)殘留情況之間的關系；
[0019]進一步地，從所述上電信息中獲取偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間，包括：
[0020]根據(jù)所述的每個斷電掃描節(jié)點獲取的倆類SRAM單元上電信息，篩選出每個斷電掃描節(jié)點上翻轉的SRAM單元；
[0021]根據(jù)設置的SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，將所述翻轉的SRAM單元進行標號，SRAM單元的標號對應其數(shù)據(jù)殘留時間。
[0022]進一步地，所述的SRAM
?
PUF響應長度配置成64或128或256位，所述分塊操作對應SRAM分塊數(shù)量為2048或1024或512塊。
[0023]進一步地，從倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，包括：
[0024]根據(jù)所述偏
‘0’
單元的數(shù)據(jù)殘留時間對SRAM單元進行升序排列，從升序排列中篩選出二分之一SRAM
?
PUF響應長度的偏
‘0’
SRAM單元下標；
[0025]根據(jù)所述偏
‘1’
單元的數(shù)據(jù)殘留時間對SRAM單元進行升序排列，從升序排列中篩選出二分之一SRAM
?
PUF響應長度的偏
‘1’
SRAM單元下標；
[0026]將篩選出的偏
‘0’
SRAM單元下標和偏
‘1’
SRAM單元下標升序排列得到SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，剩余SRAM單元成為掩碼位。
[0027]進一步的，如果設置進行SRAM單元分本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于數(shù)據(jù)殘留時間的SRAM
?
PUF預選方法，其特征在于，包括：設置SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，獲取每個斷電掃描節(jié)點中所有偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的上電信息；從所述上電信息中獲取偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間；設置SRAM
?
PUF響應長度，并設置是否進行SRAM單元分塊操作；如果設置不進行SRAM單元分塊操作，則從倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，剩余SRAM單元成為掩碼位；如果設置進行SRAM單元分塊操作，則根據(jù)所設置的SRAM
?
PUF響應長度將所有SRAM單元進行陣列分塊，從SRAM單元分塊中篩選出偏向性強度最大的SRAM單元分塊號，根據(jù)所述SRAM
?
PUF響應長度，從偏向性強度最大的SRAM單元分塊中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，此分塊內剩余SRAM單元成為掩碼位；根據(jù)所述的SRAM單元下標生成SRAM
?
PUF響應；存儲所述分塊號、掩碼位作為生成SRAM
?
PUF響應的信息源。2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，設置SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，獲取每個斷電掃描節(jié)點中所有偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的上電信息，包括：向SRAM陣列中全寫數(shù)據(jù)
‘1’
，根據(jù)設置的斷電掃描步長進行批次斷電，然后再進行上電，上電之后讀取每個SRAM單元上電信息，將數(shù)據(jù)與斷電掃描節(jié)點相對應；向SRAM陣列中全寫數(shù)據(jù)
‘0’
，根據(jù)設置的斷電掃描步長進行批次斷電，然后再進行上電，上電之后讀取每個SRAM單元上電信息，將數(shù)據(jù)與斷電掃描節(jié)點相對應。3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，從所述上電信息中獲取偏
‘1’
和偏
‘0’
倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間，包括：根據(jù)所述的每個斷電掃描節(jié)點獲取的倆類SRAM單元上電信息，篩選出每個斷電掃描節(jié)點上翻轉的SRAM單元；根據(jù)設置的SRAM單元斷電時間掃描步長以及掃描總時長，將所述翻轉的SRAM單元進行標號，SRAM單元的標號對應其數(shù)據(jù)殘留時間。4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的SRAM
?
PUF響應長度配置成64或128或256位，所述分塊操作對應SRAM分塊數(shù)量為2048或1024或512塊。5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，從倆類SRAM單元的數(shù)據(jù)殘留時間中篩選出SRAM
?
PUF響應長度的SRAM單元下標，包括：根據(jù)所述偏
‘0’
單元的數(shù)據(jù)殘留時間對SRAM單元進行升序排列，從升序排列中篩選出二分之一SRAM
?
PUF響應長度的偏
‘0’
SRAM單元下標；根據(jù)所述偏
‘1’
單元的數(shù)據(jù)殘留時間對SRAM單元進行升序排列，從升序排列中篩選出二分之一SRAM
?
PUF響應長度的偏
‘1’
SRAM單元下標；將篩選出的偏
‘0’
SRAM單元下標和偏
‘1’

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳澤亮，張培勇，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發(fā)明
國別省市：