[發明專利]一種采用CNFET實現的三值PUF單元電路及電路

有效

• 申請號: 201611119524.8
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106850227B
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 汪鵬君;龔道輝;張會紅;康耀鵬
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H04L9/32
• 分類號: H04L9/32
• 代理公司: 33226 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 方小惠<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種采用CNFET實現的三值PUF單元電路及電路，三值PUF電路包括三值行譯碼器、三值列譯碼器、三值輸出電路和三值PUF單元電路陣列，所述的三值PUF單元電路陣列由3ⁿx3ⁿ個三值PUF單元電路排列成3ⁿ行×3ⁿ列的矩陣，三值PUF單元電路包括第一CNFET管、第二CNFET管、第三CNFET管、第四CNFET管、第五CNFET管、第六CNFET管、第七CNFET管、第八CNFET管、第九CNFET管和第十CNFET管；優點是在保證具有正確的邏輯功能的基礎上，電路面積較小，具有較好的隨機性和唯一性。

技術領域

本發明涉及一種PUF單元電路，尤其是涉及一種采用CNFET實現的三值PUF單元電路及電路。

背景技術

物理不可克隆函數(Physical Unclonable Function,PUF)電路利用集成電路制造過程中的隨機工藝偏差產生密鑰，并將其應用于密碼系統。由于隨機工藝偏差，相同結構的不同芯片在同一激勵下，將得到不同的輸出響應。因此攻擊者盡管知道PUF電路結構，但由于工藝偏差的不可控，也無法克隆出具有相同輸出響應的PUF電路。PUF電路不可克隆的特性，使得PUF電路可防御多種傳統攻擊模式。Pappu等首先提出PUF的概念，并設計光學PUF來實現系統認證等應用。隨后Gassend等以硅參數的隨機函數概念為基礎，提出PUF電路。因此對PUF電路的研究和應用越來越深入，如知識產權保護、設備認證、硬件識別、密鑰產生等。

在硅PUF電路中，隨著特征尺寸縮小到納米量級，互連線寄生效應帶來的門延時、互連線串擾等問題越來越嚴重。PUF電路唯一性代表區別相同結構的不同芯片的能力，隨機性影響該電路不可克隆性的強弱，因此提高PUF電路的隨機性和唯一性這兩方面性能尤為重要。碳納米管(Carbon Nanotube,CNT)因彈性散射具有超長自由程，使其擁有彈道傳輸特性，準一維結構的CNT相比三維體硅和二維絕緣襯底上的硅具有更好的電子控制能力。碳納米管場效應晶體管(Carbon Nanotube Field Effect Transistor,CNFET)以CNT為導電溝道，利用CNFET設計的PUF電路具有更好的隨機性和唯一性。在PUF電路中，提高激勵響應對(challenge-response pairs,CRPs)數量可以提高密鑰的復雜度。對于二值PUF電路中，增加激勵響應對的數量，勢必會增加芯片面積。三值邏輯相對于二值邏輯來說，其信號取值可以為“0”、“1”和“2”，對于相同n位PUF電路，三值PUF電路的激勵響應對數量是二值PUF電路的(1.5)ⁿ倍。

鑒此，結合CNFET技術和三值技術，設計一種在保證具有正確的邏輯功能的基礎上，電路面積較小，具有較好的隨機性和唯一性的采用CNFET實現的三值PUF單元電路及電路具有重要意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是提供一種在保證具有正確的邏輯功能的基礎上，電路面積較小，具有較好的隨機性和唯一性的采用CNFET實現的三值PUF單元電路。