电子学报 ›› 2015, Vol. 43 ›› Issue (5): 907-910.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2015.05.011

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基于最优控制电压的高鲁棒性PUF电路设计

汪鹏君, 张学龙, 张跃军   

  1. 宁波大学 电路与系统研究所, 浙江宁波 315211
  • 收稿日期:2014-02-24 修回日期:2014-06-22 出版日期:2015-05-25 发布日期:2015-05-25
  • 作者简介:汪鹏君 男,1966年出生于浙江奉化,博士,教授,博士生导师,中国电子学会高级会员,中国计算机学会高级会员,中国电子学会电子线路与系统专业委员会委员,中国计算机学会多值逻辑与模糊逻辑专业委员会委员,目前主要从事低功耗、高信息密度集成电路理论和设计、安全芯片理论和设计、多媒体技术及相关理论方面研究工作.E-mail:wangpengjun@nbu.edu.cn;张学龙 男,1988年出生于山东临沂,硕士研究生,主要从事低功耗、高信息密度集成电路理论和设计、安全芯片理论和设计方面的研究工作;张跃军 男,1982年出生于浙江台州,博士,讲师,主要从事低功耗、高信息密度集成电路理论和设计、安全芯片理论和设计方面的研究工作.
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61274132,No.61474068,No.61234002);博士点基金(No.20113305110005);浙江省自然科学基金(No.Q14F04002)

Design of Highly Robust PUF Based on the Optimal Gate Voltage

WANG Peng-jun, ZHANG Xue-long, ZHANG Yue-jun   

  1. Institute of Circuits and Systems, Ningbo University, Ningbo, Zhejiang 315211, China
  • Received:2014-02-24 Revised:2014-06-22 Online:2015-05-25 Published:2015-05-25

摘要:

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Functions,PUF)电路作为一种新型的信息安全电路,依赖集成电路制造过程中硅器件的固有工艺偏差产生密钥.本文提出一种高鲁棒性PUF电路设计方案,首先分析MOSFET在零温度系数点(Zero Temperature Coefficient,ZTC)的工作特性,然后结合提高PUF电路鲁棒性的途径,确定PUF电路的结构及最优控制电压,最终达到密钥稳定可靠的目的.在TSMC 65nm CMOS工艺下对所设计的PUF电路进行版图设计,面积为14.89μm×12.14μm.实验结果显示在最优控制电压下PUF电路的鲁棒性最低为96%.

关键词: 物理不可克隆函数, 零温度系数点, 鲁棒性, 电路设计

Abstract:

Physical Unclonable Functions (PUF),as a kind of innovative secure circuits,extract key relying upon the intrinsic process variations in silicon devices.This paper proposes a scheme of highly robust PUF.First,we analyze the properties of the MOSFET working at the point of Zero Temperature Coefficient.And then we determine the structure and the optimal gate voltage of PUF by combining the approaches that improve the robustness of PUF circuits.All of which lead to the goal of making the keys stable and reliable at last.This design is implemented in TSMC 65nm CMOS technology and the layout area occupies 14.89μm×12.14μm. The simulation results show that the reliability of PUF is not less than 96%,which is better than other PUF circuits.

Key words: physical unclonable functions, zero temperature coefficient, robustness, circuit design

中图分类号: