面向物理不可克隆函数的可靠性与随机性增强技术

来源：计算机应用杂志2015年第5期北京时间：

作者：湛霍, 林亚平, 张吉良, 唐彬

单位：湖南大学 信息科学与工程学院, 长沙 410082

摘要：传统的基于环形振荡器物理不可克隆函数(RO-PUF)因温度、电压、器件老化等影响,存在着物理不可克隆函数(PUF)输出不稳定的可靠性问题以及振荡器频率不随机分布的安全性问题.针对PUF可靠性问题,提出一种类斜率频率补偿方案.该方案通过测量出温度与振荡器频率的线性关系,再选择与不稳定输入输出响应对(CRP)中相同线性关系的其他振荡器相互补偿,使得不稳定CRP输出可靠响应.针对PUF的安全性问题,提出一种基于平均值绝对差的方案.该方案首先测量出每块芯片上振荡器的平均频率,其次再多次过滤相应振荡器的平均值得到随机的剩余频率,最终PUF的输出响应能够服从随机分布.分析与实验结果表明,该方案能有效提高RO-PUF安全性与可靠性.

关键词：物理不可克隆函数,硬件安全,可靠性,安全性

基金资助：国家自然科学基金资助项目(61173038).