1.一種基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，其特征在于，本發(fā)明出了一種基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，包括SOC模塊、AMBA AHB總線接口模塊、激勵判斷模塊、ECC編碼模塊以及PUF電路模塊；其中SOC模塊除了從串口接收激勵輸入外，還負責從AHB接口接收FPGA的經(jīng)過ECC編碼的PUF碼，然后進行ECC解碼得到對應激勵的PUF碼，SOC中CPU根據(jù)激勵經(jīng)過數(shù)據(jù)庫查詢到數(shù)據(jù)庫中的PUF碼，對比FPGA產(chǎn)生的PUF碼是否一致；AMBA AHB總線接口模塊負責CPU和FPGA通信，F(xiàn)PGA上的電路設計為基于AHB總線的CPU的從機，該接口將CPU傳送過來的地址和數(shù)據(jù)進行寄存，用于FPGA其他模塊；激勵判斷模塊負責進行激勵可用與否的判斷，由于PUF電路只有部分激勵可用，因此必須要進行激勵可用與否的判斷，若激勵可用則送到PUF電路模塊，否則不執(zhí)行PUF電路；ECC編碼模塊負責將PUF電路產(chǎn)生的PUF碼進行ECC編碼，增強糾錯能力，PUF電路模塊為FPGA上的核心模塊，該模塊根據(jù)激勵生成唯一的PUF碼，給到ECC編碼模塊，經(jīng)過編碼后通過AHB總線送給SOC的CPU進行下一步處理；此外，F(xiàn)PGA上的PUF電路可以通過CPU對FPGA動態(tài)配置實現(xiàn)，大大增強了系統(tǒng)的靈活性以及安全性。
2.如權利要求1所述的基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)是基于完全自主研發(fā)的SoPC芯片設計，SoPC芯片系統(tǒng)架構為龍芯CPU+國產(chǎn)千萬門級FPGA，互聯(lián)通過AMBA AHB總線完成，最后基于SMIC 65nm工藝流片得到，并且圍繞該芯片設計了SoPC開發(fā)板，該開發(fā)板的除了核心SoPC芯片外，還搭配了SDRAM芯片、SPI Flash芯片、SRAM芯片、VGA芯片、USB轉串口芯片以及NAND Flash芯片等。
3.如權利要求1所述的基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，其特征在于，F(xiàn)PGA上的PUF電路可以通過CPU對FPGA動態(tài)配置實現(xiàn)，F(xiàn)PGA上的電路模塊有AHB接口模塊，激勵判斷模塊，ECC編碼模塊以及PUF電路模塊；其中PUF電路模塊由三部分組成；第一部分基于仲裁器的1 bit PUF電路，如圖3所示，該電路的原理是，左邊輸入一脈沖，通過n位信號X[n-1:0]控制該脈沖的路徑，該脈沖共有2n條路徑，X的每一次輸入值都會產(chǎn)生完全不同的兩條路徑，由于各條路徑的延時不一致，兩天路徑的總延時也不同，最后比較觸發(fā)器的D和CLk端，若D端的脈沖先到，則觸發(fā)器輸出為1，否則為0；該電路需要FPGA中嚴格的對稱布局布線，才能達到最好的效果；第二部分基于環(huán)形振蕩器的1 bit PUF電路，如圖4所示，該電路的原理是，首先在FPGA中設計由反相器和與非門組成的環(huán)形振蕩器，設計2N個環(huán)形振蕩器，每個環(huán)形振蕩器的級聯(lián)反相器數(shù)量不同，這樣就會導致每個環(huán)形振蕩器的頻率不一致，利用兩個數(shù)據(jù)選擇器，每個數(shù)據(jù)選擇器每次次選擇一對環(huán)形振蕩器用于計數(shù)，最后比較兩個計數(shù)器的大小，從而產(chǎn)生0或者1；第三部分組合交換矩陣，該模塊作用是將仲裁器的1 bit PUF作為環(huán)形振蕩器的1 bit PUF電路的輸入，同時將1 bit PUF電路變?yōu)閚 bit PUF電路，從結果上來看，是將n位輸入變?yōu)閚個n位信號，給到環(huán)形振蕩器PUF從而產(chǎn)生n bit PUF碼，交換的規(guī)則可以任意設計，每個設計存放為一個FPGA的比特流文件：
4.如權利要求1所述的基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，其特征在于，F(xiàn)PGA上的PUF電路可以通過CPU對FPGA動態(tài)配置實現(xiàn)，大大增強了系統(tǒng)的靈活性以及安全性；SoPC系統(tǒng)若要更改PUF碼，只需要通過MAC將FPGA的比特流文件送給SoPC的RAM，CPU逐漸的取出RAM的數(shù)據(jù)，通過SCI串行總線配置FPGA即可實現(xiàn)PUF碼的變更。
5.如權利要求1所述的基于SoPC的動態(tài)可配置密鑰認證系統(tǒng)，其特征在于，所有的激勵都是一次性的，即被用于成功認證一次后，該激勵會被打上標記，回寫給數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中直接刪除該激勵以及對應的PUF碼，大大提高了安全性。