一种基于BCH算法的SRAM PUF芯片的设计、测试与分析

来源：电子测量技术杂志2021年第6期北京时间：

作者：张家梁

单位：1.中国科学技术大学 纳米技术与纳米仿生学院 合肥 230026;2.中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所 苏州 215123

摘要：物理不可克隆功能是一种新型的信息安全硬件，在物联网、消费电子等领域得到了越来越广泛的应用。 基于SRAM的PUF是工业上应用最广泛的一种类型。 基于华宏0.11μm CMOS工艺的SRAM PUF，通过引入BCH算法解决了SRAM的不稳定性造成的误码率问题。 通过设计单片机测试电路和PUF芯片测试板，对PUF芯片的片内汉明距离、片间汉明距离和稳定性等关键指标进行了详细的测试和分析。 测试结果表明，PUF的片间汉明距离达到42.2%，片内汉明距离达到20.0%，并且具有很好地电压稳定性与温度稳定性。在BCH算法纠错机制运行的情况下芯片片内汉明距离降为0，很好地解决了PUF实现过程中的误码率问题。基于本项研究可知，通过BCH算法与SRAM单元相结合的方式可以很好地解决PUF常出现的不稳定性的问题。BCH算法与SRAM单元相结合的PUF芯片可以很好地满足识别、电子标签等应用的需要。

关键词：STM32F4单片机;SRAM;PUF;BCH算法;串口通信;芯片测试