本發(fā)明涉及一種通過器件的制造可變性實現(xiàn)對電路標識的方法，尤其是一種基于多重成組延時的物理不可克隆函數(shù)電路結構。

背景技術：

隨著id卡的廣泛應用，產(chǎn)生id的方法也是五花八門，其中物理不可克隆函數(shù)(physicalunclonablefunction，puf)因其不可克隆和實現(xiàn)簡單等特性脫穎而出。19世紀末，開始有學者借鑒生物識別的思想，將紙和光學標記上的隨機圖案，作為貨幣等重要物品的防偽標識。之后，人們利用集成電路實現(xiàn)了電子puf，其核心為集成電路制造過程中的內(nèi)在隨機性，該隨機性由制造過程中不可避免的工藝偏差產(chǎn)生。

但是，因非隨機的系統(tǒng)誤差引起的唯一性問題和因環(huán)境因素引起的穩(wěn)定性問題，使得物理不可克隆函數(shù)作為id的性能有所不足，當前已有一些優(yōu)化技術。多數(shù)方法存在穩(wěn)定性不足，唯一性差等缺點。對這些不足之處進行改進，成為本專利的主要內(nèi)容。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種基于多重成組延時的物理不可克隆函數(shù)電路結構，利用多重成組化延時可變源模塊，實現(xiàn)自糾錯功能，增強穩(wěn)定性，減小系統(tǒng)可變性的影響，增強唯一性。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種基于多重成組延時的物理不可克隆函數(shù)電路結構，利用多重成組化延時單元實現(xiàn)自糾錯和唯一性強的物理不可克隆函數(shù)，主要包括以下三個部分：多重成組化延時可變源模塊、模糊提取器模塊和錄入復現(xiàn)模塊。

多重成組化延時可變源模塊，包含2ⁿ個多重成組化延時可變單元、一個2ⁿ選1的選擇器和一個延時可變性量化器，根據(jù)輸入的激勵信號得到對應的多重成組化延時可變單元的延時可變性的量化結果，得到源響應。多重成組化延時可變單元包含2*k+1個成組化延時單元，每個成組化延時單元由m個并聯(lián)的延時單元和一個m選1的選擇器組成；延時可變性量化器通過給定多重成組化延時可變單元的配置信號s，分別量化每個成組化延時單元的每個環(huán)的延時，得到各個環(huán)延時成組關系，對應重復碼組rc的位。在注冊階段，所述延時可變性量化器產(chǎn)生源重復碼組rc；在再生階段，所述延時可變性量化器利用源重復碼組rc，糾正多重成組化延時可變單元的源響應。

模糊提取器模塊，包含誤差校正模塊和冗余壓縮模塊。誤差校正模塊利用基于線性碼的安全草圖算法，校正源響應的誤差位；冗余壓縮模塊利用基于線性反饋移位寄存器實現(xiàn)的托普利茨哈希函數(shù)族，壓縮校正后的原始響應的冗余信息，得到最終響應。

錄入復現(xiàn)模塊，包含存儲器和輔助數(shù)據(jù)控制器。存儲器用于存放多重成組化延時可變源模塊和模糊提取器模塊工作過程中的輔助數(shù)據(jù)；輔助數(shù)據(jù)控制器，控制輔助數(shù)據(jù)的錄入和復現(xiàn)過程，對存儲器進行寫入和讀取操作。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于多重延時的物理不可克隆函數(shù)電路結構的整體框圖；

圖2是本發(fā)明多重成組化延時可變單元的整體框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。

參照圖1和圖2，一種基于多重成組延時的物理不可克隆函數(shù)電路結構，利用多重成組化延時單元實現(xiàn)自糾錯和唯一性強的物理不可克隆函數(shù)，主要包括以下三個部分：多重成組化延時可變源模塊(1)、模糊提取器模塊(2)和錄入復現(xiàn)模塊(3)(見圖1)。

多重成組化延時可變源模塊(1)，包含2ⁿ個多重成組化延時可變單元(4)、一個2ⁿ選1的選擇器(5)和一個延時可變性量化器(6)，根據(jù)輸入的激勵信號得到對應的多重成組化延時可變單元(4)的延時可變性的量化結果，得到源響應。多重成組化延時可變單元(4)包含2*k+1個成組化延時單元(11)，每個成組化延時單元(11)由m個并聯(lián)的延時單元(12)和一個m選1的選擇器(13)組成(見圖2)；延時可變性量化器通過給定多重成組化延時可變單元(4)的配置信號s，分別量化每個成組化延時單元(11)的每個環(huán)的延時，得到各個環(huán)延時成組關系，對應源重復碼組rc的位。在注冊階段，延時可變性量化器(6)產(chǎn)生源重復碼組rc，并通過輔助數(shù)據(jù)控制器(10)記錄到存儲器(9)中，具體以rc1為例，先令s1＝1選擇第1個環(huán)，測得周期t1，再令s1＝2選擇第2個環(huán)，測得周期t2，以此類推，測得周期t1～tm，將m個周期兩兩成組編碼，可以得到源重復碼組rc的位，即rc1＝(g(1,2)…g(1,m),g(2,3)…g(m-1,m))，g(i,j)＝ti>tj，令源響應m＝rc1；在再生階段，延時可變性量化器(6)利用同樣方法得到rc’，并結合輔助數(shù)據(jù)源重復碼組rc，得到再生重復碼組為行2*k+1列的矩陣，則mi＝de(zⁱ),其中zⁱ表示z的第i行，de(x)＝x中出現(xiàn)次數(shù)較多元素，然后自糾錯后的源響應為

模糊提取器模塊(2)，包含誤差校正模塊(7)和冗余壓縮模塊(8)。誤差校正模塊(7)利用基于線性碼的安全草圖算法，校正源響應的誤差位。在注冊階段，根據(jù)源響應m，計算ss＝m⊕c(x)，將ss作為校驗數(shù)據(jù)存儲；在再生階段，利用校驗數(shù)據(jù)ss和再生源響應m’，得到注冊信息其中c(x)為線性碼編碼，d(c)為線性碼解碼；冗余壓縮模塊(8)利用基于線性反饋移位寄存器實現(xiàn)的托普利茨哈希函數(shù)族，壓縮校正后的源響應的冗余信息，得到最終響應。具體利用哈希函數(shù)索引i作為線性反饋移位寄存器的初始狀態(tài)，并不斷構造下一狀態(tài)，每個狀態(tài)作為托普利茨矩陣的每一列，比如利用lsfr[12812610199]構造托普利茨矩陣，則i'(2:128)＝i(1:127)，重復127次后得到128列的托普利茨矩陣，利用該托普利茨矩陣可以將校正的源響應壓縮為128位的最終響應。其中，哈希函數(shù)索引i，在注冊階段隨機生成，并通過輔助數(shù)據(jù)控制器(10)記錄到存儲器(9)中，在再生階段，通過輔助數(shù)據(jù)控制器(10)從存儲器(9)讀取。

錄入復現(xiàn)模塊(3)，包含存儲器(9)和輔助數(shù)據(jù)控制器(10)。存儲器(9)用于存放多重成組化延時可變源模塊(1)和模糊提取器模塊(2)工作過程中的輔助數(shù)據(jù)，包括源重復碼組rc、校驗數(shù)據(jù)ss和哈希函數(shù)索引i；輔助數(shù)據(jù)控制器(10)，控制輔助數(shù)據(jù)的錄入和復現(xiàn)過程，對存儲器(9)進行寫入和讀取操作。

上述實施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進行限制，在本發(fā)明的精神和權利要求的保護范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護范圍。