專利名稱：基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)的制作方法
基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于集成電路芯片安全領(lǐng)域，涉及一種基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
物理不可克隆函數(shù)通過物理設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，它利用了制造設(shè)備過程中所固有的必然引入的隨機(jī)性，具有不可克隆性，可用于產(chǎn)生不可復(fù)制的密鑰，并且這種密鑰只在芯片上電的時(shí)候存在，因此大大加強(qiáng)了其安全性，可廣泛用于智能卡，信用卡等安全領(lǐng)域。
物理不可克隆函數(shù)的種類很多，本發(fā)明主要針對(duì)基于振蕩器的物理不可克隆函數(shù)。
傳統(tǒng)的基于振蕩器的物理不克隆函數(shù)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其端口包括
各個(gè)振蕩器的使能信號(hào)輸入端(圖中未標(biāo)出)，用來接收振蕩器的使能信號(hào)，控制振蕩器的開與關(guān)；
激勵(lì)輸入端(輸入激勵(lì)端)用來接收外圍的激勵(lì)；
響應(yīng)輸出端(輸出端)，用來將該結(jié)構(gòu)的響應(yīng)輸出；
還有整個(gè)電路的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)(圖中未標(biāo)出)。
如圖1所示，傳統(tǒng)的基于振蕩器的物理不可克隆函數(shù)由多個(gè)振蕩器、一個(gè)N選二多路復(fù)用器、兩個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)比較器組成，振蕩器的輸出時(shí)鐘接到N選二多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸入端，N選二多路復(fù)用器的選擇位輸入端與外圍的激勵(lì)信號(hào)相連，N選二多路復(fù)用器輸出的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)分別與兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端相連，用來觸發(fā)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值輸出端與一個(gè)比較器的數(shù)據(jù)輸入端相連，比較結(jié)果作為響應(yīng)輸出。
這種結(jié)構(gòu)的物理不可克隆函數(shù)，主要是通過輸入激勵(lì)來選擇兩個(gè)用于比較的振蕩器，振蕩器的頻率快慢通過計(jì)數(shù)器來比較，當(dāng)其中一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到一定值時(shí)，比較器對(duì)兩個(gè)計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較，比較結(jié)果作為響應(yīng)輸出。響應(yīng)輸出的同時(shí)將計(jì)數(shù)器清零以準(zhǔn)備好為下兩個(gè)比較的振蕩器做準(zhǔn)備。
由于振蕩器都是由同一個(gè)硬宏單元例化得到，因此各個(gè)振蕩器之間完全相同，但是由于制造上的不確定性，振蕩器之間的頻率會(huì)有微小差異，這些差別人為不可控。當(dāng)計(jì)數(shù)周期足夠長(zhǎng)時(shí)，兩個(gè)振蕩器之間的頻率差異會(huì)被放大，因而很容易得到比較的結(jié)果。但是由于比較的結(jié)果完全是由制造上的不可控性決定，因此哪怕給予了精確的制造工藝也很難將上述電路復(fù)制。
但是，該結(jié)構(gòu)中的振蕩器是由奇數(shù)個(gè)反相器構(gòu)成的環(huán)狀電路，哪怕是可重構(gòu)的振蕩器其在產(chǎn)生響應(yīng)過程中也只是利用了其中的一種頻率，因此該結(jié)構(gòu)在產(chǎn)生響應(yīng)的過程中振蕩器的振蕩頻率固定不變，攻擊者可以通過數(shù)學(xué)建模的攻擊方式來將其破解。
由于振蕩器的頻率固定，因此各個(gè)振蕩器之間的頻率快慢順序也固定不變。如果對(duì)該結(jié)構(gòu)按一定的順序施加適當(dāng)?shù)募?lì)，很容易地就可以得到各個(gè)振蕩器之間的快慢順序，有了這個(gè)順序表就可以預(yù)測(cè)所有激勵(lì)下的響應(yīng)了。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的物理不可克隆函數(shù)的安全性較差的不足，本發(fā)明提供了一種能有效避免現(xiàn)在最常用的數(shù)學(xué)建模攻擊，提高安全性的基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)。
為了解決上述技術(shù)問題提出的技術(shù)方案為
一種基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，包括可重構(gòu)的振蕩器、頻率調(diào)節(jié)電路、N選二多路復(fù)用器、計(jì)數(shù)器和比較器；
多個(gè)可重構(gòu)振蕩器組成振蕩器陣列，所述振蕩器的輸出端與一個(gè)N選二的多路復(fù)用器的輸入端相連，振蕩器與門的輸入端與外圍使能輸入信號(hào)相連；
N選二多路復(fù)用器的選擇輸入端與外圍的輸入激勵(lì)相連；
N選二多路復(fù)用器的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相連；
兩個(gè)計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連，兩個(gè)計(jì)數(shù)器的輸出端分別與比較器的輸入端相連；
比較器的輸出端與頻率調(diào)節(jié)電路的輸入端相連，比較器的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連；
頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與振蕩器組中那些三態(tài)緩沖器的第二輸入端相連，頻率調(diào)節(jié)電路的時(shí)鐘信號(hào)輸入端與系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)相連，頻率調(diào)節(jié)電路的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連；
所述頻率調(diào)節(jié)電路由線性反饋移位寄存器、二選一多路復(fù)用器和譯碼器組成；兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸入端均與一個(gè)二選一多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸出端相連；二選一多路復(fù)用器的選擇位輸入端與外圍的輸入相連，二選一多路復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸入端和第二數(shù)據(jù)輸入端分別與兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端相連；譯碼器的輸入端與二選一多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸出端相連。
進(jìn)一步，所述可重構(gòu)的振蕩器由與門、非門、緩沖器、三態(tài)緩沖器組成，與門的第一輸入端與外圍輸入的使能信號(hào)相連，第二輸入端與三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端相連，與門的輸出端與第一個(gè)非門的數(shù)據(jù)輸入端相連；第一個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端與第一個(gè)非門的數(shù)據(jù)輸出端相連；每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端都與相應(yīng)的三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；除最后一個(gè)緩沖器之外，每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端與其下一個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；三態(tài)緩沖器的使能輸入端與外圍輸入的使能信號(hào)相連，三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端在連到與門第二輸入端的同時(shí)經(jīng)過第二個(gè)非門輸出；
更進(jìn)一步，在振蕩器組陣列中，每個(gè)振蕩器中都由同一個(gè)硬宏單元例化而來各個(gè)三態(tài)緩沖器的選擇位與同一個(gè)頻率調(diào)節(jié)電路的輸出相連，在產(chǎn)生一位響應(yīng)的過程中，它們振蕩在同一個(gè)頻率下。
再進(jìn)一步，在整個(gè)產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，振蕩器會(huì)以多種頻率振蕩，每產(chǎn)生一位輸出響應(yīng)，頻率調(diào)節(jié)電路會(huì)控制振蕩器頻率發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)移；每一種振蕩頻率下都存在著一個(gè)頻率段。
在產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，每次會(huì)有兩個(gè)振蕩器被N選二多路復(fù)用器選擇，它們分別觸發(fā)一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)其中一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，比較器對(duì)兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較，比較結(jié)果作為一位響應(yīng)輸出。
與現(xiàn)有的基于振蕩器的PUF相比，本發(fā)明在產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，振蕩器的振蕩頻率每輸出一位響應(yīng)就會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，每個(gè)振蕩頻率對(duì)應(yīng)著一個(gè)頻率段，整個(gè)系統(tǒng)中則存在著多個(gè)頻率段。由于制造上的隨機(jī)性，各個(gè)頻率段下的各個(gè)振蕩器之間的頻率快慢順序會(huì)不一樣，同時(shí)各個(gè)頻率段之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系不可預(yù)測(cè)，因此采用建模攻擊的難度會(huì)大大增加。
本發(fā)明的有益效果為能有效避免現(xiàn)在最常用的數(shù)學(xué)建模攻擊，提高安全性。


圖1為傳統(tǒng)的基于振蕩器的物理不可克隆函數(shù)
圖2為本發(fā)明的一種基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)的示意圖
圖3是本發(fā)明中涉及到的一種可重構(gòu)振蕩器的具體實(shí)現(xiàn)形式
圖4是本發(fā)明中涉及到的一種可重構(gòu)振蕩器的通用實(shí)現(xiàn)形式
圖5是本發(fā)明中涉及到的一種頻率調(diào)節(jié)電路具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
然而，示例實(shí)施例可以以許多不同的形式來實(shí)施，且不應(yīng)該限于這里闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例將使本公開是徹底的并將是完整的，并將使示例實(shí)施例的范圍充分的傳達(dá)給本技術(shù)領(lǐng)域的人員。
圖3所示的電路原理圖中，可重構(gòu)的振蕩器包含9個(gè)輸入端口和1個(gè)輸出端口
與門輸入端(使能信號(hào)端)用于接收振蕩器使能信號(hào)的輸入；
三態(tài)緩沖器使能輸入端(en8，en7, ... , enl):用于接收跳頻碼輸入，改變延時(shí)電路的長(zhǎng)短從而改變產(chǎn)生的時(shí)鐘的頻率；
反相器輸出端(輸出信號(hào)端)用于輸出產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)。
圖3所示的可重構(gòu)振蕩器內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含一個(gè)與門，兩個(gè)反相器，8個(gè)緩沖器和8個(gè)三態(tài)緩沖器。
與門(U)的第一輸入端(使能信號(hào)端)與外圍輸入的使能信號(hào)相連，第二輸入端與三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端相連，與門的輸出端與第一個(gè)非門(UI)的數(shù)據(jù)輸入端相連；
第一個(gè)緩沖器(Tl)的數(shù)據(jù)輸入端與第一個(gè)非門(Ul)的數(shù)據(jù)輸出端相連；
每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端都與相應(yīng)的三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；除最后一個(gè)緩沖器(T8)之外，每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端與其下一個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；
三態(tài)緩沖器的使能輸入端與外圍輸入的使能信號(hào)相連，三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端在連到與門第二輸入端的同時(shí)經(jīng)過第二個(gè)非門(似)輸出。
圖3所示的可重構(gòu)振蕩器的功能特征在于，8個(gè)三態(tài)緩沖器的輸入使能信號(hào)每次有且只有一個(gè)有效，改變這些使能信號(hào)的值便可以改變振蕩器延時(shí)電路的長(zhǎng)短，從而改變振蕩器產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)的頻率。這種可重構(gòu)的振蕩器共可以振蕩出8種不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。
圖3所示的可重構(gòu)振蕩器只是一種具體的實(shí)現(xiàn)，更具一般性，可以在上述的基礎(chǔ)上增加或是減少緩沖器和三態(tài)緩沖器組的數(shù)目，從而增加或減少振蕩頻率的種數(shù)，如圖4所示。
然而，本發(fā)明所要求的可重構(gòu)的振蕩器不限于上述的振蕩器，凡是可以通過控制位調(diào)節(jié)振蕩頻率的振蕩器均滿足要求。
圖5所示的電路原理圖中，頻率調(diào)節(jié)電路包含3個(gè)輸入端口和1個(gè)輸出端口
時(shí)鐘信號(hào)輸入端(圖中未標(biāo)出)主要用來控制各個(gè)模塊的各個(gè)操作；
復(fù)位信號(hào)輸入端(圖中未標(biāo)出)主要用來對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行復(fù)位，使其處于初始狀態(tài)；
選擇位輸入端(選擇位輸入信號(hào)端)主要用來接收選擇位輸入；
譯碼器輸出端(信號(hào)輸出端)主要將譯碼得到的跳頻碼輸出。
圖5所示的頻率調(diào)節(jié)電路，內(nèi)部由兩個(gè)線性反饋移位寄存器、一個(gè)二選一多路復(fù)用器和一個(gè)譯碼器組成。兩個(gè)線性反饋移位寄存器(LFSR1和LFSI^)的規(guī)格一致，但是由于產(chǎn)生機(jī)制有差異，因此輸出的序列并不相同；線性反饋移位寄存器的輸入端均與二選一多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸出端相連，二選一多路復(fù)用器的選擇位輸入端(選擇位輸入信號(hào)端) 與外圍的輸入相連，二選一多路復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸入端和第二數(shù)據(jù)輸入端分別與兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端(lfsrl_0ut和lfsr2_0Ut)相連；譯碼器的輸入端與二選一多路復(fù)用器的輸出端相連，譯碼器的輸出端(輸出信號(hào)端)將跳頻碼輸出。
時(shí)鐘信號(hào)控制著各個(gè)模塊之間的操作，復(fù)位信號(hào)在上電時(shí)將各個(gè)模塊復(fù)位，使其處于初始狀態(tài)。
圖5所示的頻率調(diào)節(jié)電路的功能特征在于，二選一多路復(fù)用器的選擇輸入位是一個(gè)真隨機(jī)數(shù)，因此兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出之間的選擇完全隨機(jī)，這將使得輸出的序列更長(zhǎng)更不可預(yù)測(cè)。譯碼器只要是用于將二選一多路復(fù)用器的輸出進(jìn)行譯碼，從而生成符合振蕩器中三態(tài)緩沖器的輸入選擇位格式的跳頻碼。
當(dāng)然，除譯碼器之外，之前的序列發(fā)生器可以由其他方法產(chǎn)生，只要產(chǎn)生的序列隨機(jī)性夠強(qiáng)即可。
圖2示意性示出本發(fā)明的一個(gè)基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖， 其包含以下端口
各個(gè)振蕩器的使能信號(hào)輸入端(圖中未標(biāo)出)，用來接收振蕩器的使能信號(hào)，控制振蕩器的開與關(guān)；
激勵(lì)輸入端(輸入激勵(lì)端)用來接收外圍的激勵(lì)；
響應(yīng)輸出端(輸出端)，用來將該結(jié)構(gòu)的響應(yīng)輸出；
還有整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)和復(fù)位信號(hào)(圖中未標(biāo)出)。
如圖2所示，基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)由多個(gè)振蕩器、一個(gè)N選二多路復(fù)用器、一個(gè)頻率調(diào)節(jié)電路、兩個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)比較器組成，振蕩器的輸出時(shí)鐘與N選二多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸入端相連，激勵(lì)信號(hào)與N選二多路復(fù)用器的選擇位輸入端相連，N選二多路復(fù)用器輸出的兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)分別與兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端相連，用來觸發(fā)計(jì)數(shù)器， 兩個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與一個(gè)比較器的數(shù)據(jù)輸入端相連，比較結(jié)果作為響應(yīng)輸出的同時(shí)通過頻率調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生跳頻碼反饋到振蕩器陣列中，跳頻碼接到各個(gè)振蕩器中各三態(tài)緩沖器的使能輸入端。
圖2所示的基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，所有的振蕩器都是由同一個(gè)硬宏單元例化而來，因此它們的結(jié)構(gòu)完全相同，并且它們都與同一個(gè)跳頻碼相連，因此振蕩頻率也相同。不同于傳統(tǒng)的基于振蕩器的物理不可克隆函數(shù)，這些振蕩器都是可重構(gòu)的振蕩器，在產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，每產(chǎn)生一位響應(yīng)輸出，振蕩器的振蕩頻率便會(huì)相應(yīng)的改變。我們知道，由于制造上的不可控性，振蕩器的振蕩頻率會(huì)存在微小的差別，這些有著微小差異的振蕩頻率便組成了一個(gè)頻率段。在整個(gè)電路中，振蕩器的振蕩頻率有多種，每一種振蕩頻率都會(huì)有一個(gè)頻率段，因此整個(gè)電路中存在著多個(gè)頻率段。各個(gè)頻率段之間的轉(zhuǎn)變隨機(jī)。
基于多頻率段的不可克隆函數(shù)的工作過程如下
當(dāng)電路上電時(shí)，復(fù)位信號(hào)將所有模塊置于初始狀態(tài)，計(jì)數(shù)器全部清零，振蕩器全部處于關(guān)斷狀態(tài)，頻率調(diào)節(jié)電路輸出的跳頻碼也有一個(gè)初始值。一段時(shí)間之后，振蕩器開始振蕩，激勵(lì)信號(hào)也開始有序的產(chǎn)生，用來選擇比較的兩個(gè)振蕩器。被用于比較的兩個(gè)振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過N選二多路復(fù)用器輸出后分別觸發(fā)兩個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)其中的一個(gè)計(jì)數(shù)器達(dá)到一定值時(shí)，比較器對(duì)兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較，比較的結(jié)果作為一位響應(yīng)輸出，同時(shí)這位響應(yīng)通過頻率調(diào)節(jié)電路產(chǎn)生一個(gè)新的跳頻碼，跳頻碼反饋到振蕩器陣列中，接到各個(gè)三態(tài)緩沖器的使能輸入端從而改變每個(gè)振蕩器的振蕩頻率，即使得頻率段進(jìn)行轉(zhuǎn)移。于此同時(shí)， 計(jì)數(shù)器清零，輸入激勵(lì)也發(fā)生變化，選擇兩個(gè)新的振蕩器重新觸發(fā)計(jì)數(shù)器進(jìn)行比較。如此往復(fù)便可以得到一串隨機(jī)的輸出序列。
攻擊者如果要通過建模的方式來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行攻擊，其必須解決兩個(gè)問題
1各個(gè)頻率段下各個(gè)振蕩器振蕩頻率的快慢順序
2各個(gè)頻率段之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系
攻擊者不可能通過物理攻擊的方式獲得頻率調(diào)節(jié)電路的具體實(shí)現(xiàn)方式，因?yàn)閷?duì)電路結(jié)構(gòu)一點(diǎn)點(diǎn)的破壞都有可能破壞核心的延時(shí)電路從而使其失效。若是仍然以一定的順序施加適當(dāng)?shù)募?lì)，盡管還是可以得到一組振蕩器之間頻率的快慢順序，但是很明顯，這個(gè)順序并不在任意一個(gè)頻率段內(nèi)，用其來預(yù)測(cè)響應(yīng)得不到正確的結(jié)果。
如果采用窮舉的方法來破解這種結(jié)構(gòu)的電路，對(duì)于對(duì)于K+1個(gè)振蕩器，每個(gè)頻率段下的快慢順序均有(K+1) ！種，而對(duì)于M個(gè)頻率段，攻擊者可以先假定其處于某個(gè)頻率段，共有M種可能性，產(chǎn)生第一位輸出后，根據(jù)頻率跳變圖，頻率段轉(zhuǎn)移到剩下的(M-I)個(gè)頻率段中的任意一個(gè)，但是其無法知曉，同樣的，之后每產(chǎn)生一位輸出，下一個(gè)頻率段還是 (M-I)種可能性。假設(shè)該P(yáng)UF共輸出K位，輸出過程中頻率段的快慢順序均有(K+1)種，產(chǎn)生第一位輸出時(shí)頻率段有M種可能，產(chǎn)生之后的(K-I)位時(shí)頻率段均有(M-I)種可能，攻擊成功所需嘗試的次數(shù)的數(shù)學(xué)期望如下表所示
表-1破解不同規(guī)格PUF所需攻擊次數(shù)的比較
權(quán)利要求
1.一種基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述物理不可克隆函數(shù)包括可重構(gòu)的振蕩器、頻率調(diào)節(jié)電路、N選二多路復(fù)用器、計(jì)數(shù)器和比較器；多個(gè)可重構(gòu)振蕩器組成振蕩器陣列，所述振蕩器的輸出端與一個(gè)N選二的多路復(fù)用器的輸入端相連，振蕩器與門的輸入端與外圍使能輸入信號(hào)相連；N選二多路復(fù)用器的選擇輸入端與外圍的輸入激勵(lì)相連；N選二多路復(fù)用器的兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相連；兩個(gè)計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連，輸出端分別與比較器的輸入端相連；比較器的輸出端與頻率調(diào)節(jié)電路的輸入端相連，比較器的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連；頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與振蕩器組中那些三態(tài)緩沖器的第二輸入端相連，頻率調(diào)節(jié)電路的時(shí)鐘信號(hào)輸入端與系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)相連，頻率調(diào)節(jié)電路的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連；所述頻率調(diào)節(jié)電路由線性反饋移位寄存器、二選一多路復(fù)用器和譯碼器組成；兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸入端均與一個(gè)二選一多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸出端相連；二選一多路復(fù)用器的選擇位輸入端與外圍的輸入相連，二選一多路復(fù)用器的第一數(shù)據(jù)輸入端和第二數(shù)據(jù)輸入端分別與兩個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端相連；譯碼器的輸入端與二選一多路復(fù)用器的數(shù)據(jù)輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于多頻率段的的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述可重構(gòu)的振蕩器由與門、非門、緩沖器、三態(tài)緩沖器組成，與門的第一輸入端與外圍輸入的使能信號(hào)相連，第二輸入端與三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端相連，與門的輸出端與第一個(gè)非門的數(shù)據(jù)輸入端相連；第一個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端與第一個(gè)非門的數(shù)據(jù)輸出端相連；每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端都與相應(yīng)的三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；除最后一個(gè)緩沖器之外，每個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端與其下一個(gè)緩沖器的數(shù)據(jù)輸入端相連；三態(tài)緩沖器的使能輸入端與外圍輸入的使能信號(hào)相連，三態(tài)緩沖器的數(shù)據(jù)輸出端在連到與門第二輸入端的同時(shí)經(jīng)過第二個(gè)非門輸出；
3.如權(quán)利要求1或2所述的基于多頻率段的的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，其特征在于 在振蕩器組陣列中，每個(gè)振蕩器中都由同一個(gè)硬宏單元例化而來各個(gè)三態(tài)緩沖器的選擇位與同一個(gè)頻率調(diào)節(jié)電路的輸出相連，在產(chǎn)生一位響應(yīng)的過程中，它們振蕩在同一個(gè)頻率下。
4.如權(quán)利要求3所述的基于多頻率段的的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，其特征在于在整個(gè)產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，振蕩器會(huì)以多種頻率振蕩，每產(chǎn)生一位輸出響應(yīng)，頻率調(diào)節(jié)電路會(huì)控制振蕩器頻率發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)移；每一種振蕩頻率下都存在著一個(gè)頻率段。
5.如權(quán)利要求1或2所述的基于多頻率段的的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，其特征在于 在產(chǎn)生響應(yīng)的過程中，每次會(huì)有兩個(gè)振蕩器被N選二多路復(fù)用器選擇，它們分別觸發(fā)一個(gè)計(jì)數(shù)器，當(dāng)其中一個(gè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，比較器對(duì)兩個(gè)計(jì)數(shù)器的值進(jìn)行比較，比較結(jié)果作為一位響應(yīng)輸出。
全文摘要
一種基于多頻率段的物理不可克隆函數(shù)結(jié)構(gòu)，多個(gè)可重構(gòu)振蕩器組成振蕩器陣列，振蕩器的輸出端與一個(gè)N選二的多路復(fù)用器的輸入端相連，振蕩器與門的輸入端與外圍使能輸入信號(hào)相連；N選二多路復(fù)用器的選擇輸入端與外圍的輸入激勵(lì)相連，兩個(gè)輸出端分別與兩個(gè)計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)相連；兩個(gè)計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連，輸出端分別與比較器的輸入端相連；比較器的輸出端與頻率調(diào)節(jié)電路的輸入端相連，復(fù)位信號(hào)端與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連；頻率調(diào)節(jié)電路的輸出端與振蕩器組中那些三態(tài)緩沖器的第二輸入端相連，時(shí)鐘信號(hào)輸入端與系統(tǒng)的時(shí)鐘信號(hào)相連，復(fù)位信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)相連。本發(fā)明能有效避免現(xiàn)在最常用的數(shù)學(xué)建模攻擊，提高安全性。
文檔編號(hào)G06F21/00GK102521538SQ201110402738
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者馮忱暉, 張培勇, 歐陽(yáng)冬生, 項(xiàng)群良 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)