文档摘要：静态随机存取存储器(StaticRandom-AccessMemory,SRAM)物理不可克隆函数(PhysicalUnclonableFunction,PUF)利用参数设计完全相同的晶体管在制造过程中存在的工艺偏差,生成每块芯片无法克隆的密钥响应.由于SRAM-PUF内部错误分布的随机性,密钥重构需要使用纠错码,而纠错电路的面积与其纠错能力呈正相关,为了降低SRAM-PUF错误分布,减小纠错电路面积,本文通过对SRAM数据残留特性的研究,提出一种数据残留预选算法,对SRAM单元进行筛选,提高PUF响应稳定性,使用区块择优算法筛选SRAM区块,减小响应的分散度,以更短的时间和资源消耗生成SRAM-PUF响应,测试结果表明,在不同温度(-40℃～80℃)和±10％电压波动下,256位SRAM-PUF响应拥有99.8％的稳定性及1.9×10-8的误码率,相对于通用的临时多数表决(TemporalMajorityVoting,TMV)算法提升了1.7％的稳定性,降低2.1×105倍误码率,与1000次TMV相比,时间复杂度从O(2000n)线性降低到O(900n).经过72小时老化测试后,采用数据残留算法预选的SRAM-PUF稳定性仅下降0.2％.
Abstract：Staticrandom-accessmemory(SRAM)physicalunclonablefunction(PUF)makesuseoftheprocessdevi-ationinthemanufacturingprocessoftransistorswithidenticalparameterdesign,whichgeneratesthekeyresponsethatcan-notbeclonedforeachchip.DuetotherandomnessofSRAM-PUFinternalerrordistribution,keyreconstructionrequirestheuseoferrorcorrectioncodes,andtheareaoferrorcorrectioncircuitsispositivelyrelatedtoitserrorcorrectioncapabili-ty.InordertoreducetheerrordistributionofSRAM-PUFandreducetheareaoferrorcorrectioncircuits,thispaperpropos-esadataremanencepreselectionalgorithmthroughtheresearchoncharacteristicsofSRAMdataremanence,screeningSRAMcells,improvingthestabilityofPUFresponse,andscreeningSRAMblocksusingblockoptimizationalgorithm,re-ducethedispersionoftheresponse,whichgeneratesSRAMPUFresponseinashortertimeandresourceconsumption.Ex-perimentalresultsshowthat256bitsSRAM-PUFresponsehas99.8％stabilityand1.9×10-8biterrorrateunderdifferenttemperatures(-40℃～80℃)and±10％voltagefluctuations.Comparedwiththegeneraltemporarymajorityvoting(TMV)algorithm,thestabilityisimprovedby1.7％andtheerrorrateisreducedby2.1×105times,comparedwith1000timesofTMV,linearreductionoftimecomplexityfromO(2000n)toO(900n).After72hoursofagingtesting,thestabilityoftheSRAM-PUFpre-selectedusingthedataremanencealgorithmonlydecreasedby0.2％.
作者：陈泽亮 孔德珠 尹爱国 陈泽福 张培勇 Author：CHENZe-liang KONGDe-zhu YINAi-guo CHENZe-fu ZHANGPei-yong
作者单位：浙江大学微纳电子学院,浙江杭州310000珠海奔图电子有限公司,广东珠海519000
刊名：电子学报 ISTICEIPKU
Journal：ActaElectronicaSinica
年，卷(期)：2024, 52(5)
分类号：TN4
关键词：物理不可克隆函数 SRAM 预选算法 数据残留 临时多数表决
Keywords：physicallyunclonablefunction sram preselectionalgorithm dataremanence temporarymajorityvoting
机标分类号：TP333TN402TN918.91
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：基于数据残留时间的SRAM-PUF预选算法[
期刊论文] 电子学报--2024, 52(5)陈泽亮 孔德珠 尹爱国 陈泽福 张培勇静态随机存取存储器(StaticRandom-AccessMemory,SRAM)物理不可克隆函数(PhysicalUnclonableFunction,PUF)利用参数设计完全相同的晶体管在制造过程中存在的工艺偏差,生成每块芯片无法克隆的密钥响应.由于SRAM-PUF内...参考文献和引证文献
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