[發明專利]自適應配置的PUF設備、含PUF設備的融合終端及身份認證系統

在審

• 申請號: 202010922127.4
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN112131614A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 孫侃;卜權;丁旸;張絢
• 申請（專利權）人: 佳源科技有限公司
• 主分類號: G06F21/73
• 分類號: G06F21/73
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 張倩倩

1.一種自適應配置的PUF設備，其特征是，包括控制模塊和RO陣列，所述RO陣列包括多個RO單元，各RO單元分別包括振蕩電路、寄存器、計數器和比較器；各RO單元的振蕩電路結構相同；

各RO單元的每次PUF響應過程中，控制模塊控制各振蕩電路接收一對配置信號，振蕩電路先后響應于各配置信號分別輸出振蕩信號至計數器；控制模塊控制計數器對各配置信號對應的振蕩信號進行計數，并將在先得到的計數結果輸出至寄存器；控制模塊控制比較器獲取寄存器和計數器輸出的兩個計數結果，根據所述兩個計數結果的比較結果，輸出對應單個RO單元的響應信號位值；

控制模塊根據RO陣列中多個RO單元輸出的響應信號位值，生成PUF的響應輸出信號。

2.根據權利要求1所述的自適應配置的PUF設備，其特征是，所述振蕩電路單元包括串聯于一環形電路中的多個反相器延遲單元，和與非門延遲單元，各與非門延遲單元和各反相器延遲單元分別包括配置輸入端，環形電路包括用于連接計數器的振蕩信號輸出端；所述配置信號包括對應各所述配置輸入端的延時調節信號。

3.根據權利要求1所述的自適應配置的PUF設備，其特征是，還包括加密糾錯模塊，控制模塊控制加密糾錯模塊接收外部原始激勵信號，并對原始激勵信號進行加密處理后得到配置信號，傳輸至各RO單元中的振蕩電路單元；

控制模塊還控制加密糾錯模塊對所述PUF的響應輸出信號進行糾錯處理，得到最終激勵響應信號。

4.根據權利要求3所述的自適應配置的PUF設備，其特征是，所述加密糾錯模塊采用IBS編碼的模糊提取算法對RO陣列的響應輸出信號進行糾錯處理，得到最終激勵響應信號。

5.根據權利要求3所述的自適應配置的PUF設備，其特征是，自適應PUF設備還包括由控制模塊控制的定時器；

控制模塊響應于接收到外部激勵信號，清空定時器和計數器；

控制模塊控制加密糾錯模塊對外部激勵信號進行處理得到一對不同的配置信號，控制模塊控制加密糾錯模塊先后將兩個配置信號傳輸至振蕩電路進行延時配置，在每次配置后執行的操作包括：使能定時器和振蕩電路，控制計數器開始統計振蕩電路的振蕩次數；響應于定時器溢出，控制振蕩電路停止運行，計數器停止計數；

對于對應一個外部激勵信號的兩個配置信號，控制模塊控制計數器將對應在先配置得到的計數結果存儲至寄存器，然后重復所述配置后執行的操作，使得計數器得到對應在后配置的計數結果，并傳輸至比較器。

6.基于權利要求1-5任一項所述自適應PUF設備的密鑰生成方法，其特征是，包括：

接收外部激勵信號；

響應于接收到外部激勵信號，對外部激勵信號進行加密處理，得到振蕩電路配置信號；

基于配置信號對各RO單元中的振蕩電路進行配置，獲取配置后環形振蕩電路的振蕩信號；

對各RO單元中振蕩電路響應于兩個配置信號的振蕩次數，分別進行定時計數，并對兩個計數結果進行比較；

根據RO陣列中各RO單元的計數比較結果確定響應輸出信號，即為密鑰。

7.根據權利要求6所述的密鑰生成方法，其特征是，根據RO陣列中各RO單元的計數比較結果確定響應輸出信號包括：

確定各RO單元的計數比較結果輸出；

采用IBS編碼的模糊提取算法對RO陣列中各RO單元的技術比較結果輸出進行糾錯處理，得到最終響應輸出信號。

8.一種融合終端，其特征是，包括權利要求1-5任一項所述的PUF設備。