[發(fā)明專利]一種利用半導(dǎo)體氣敏傳感器的高穩(wěn)態(tài)PUF

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110278894.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113092539A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪鵬君;李樂薇;張躍軍;張會紅;張曉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: G01N27/12
• 分類號: G01N27/12;G06F21/73
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

1.一種利用半導(dǎo)體氣敏傳感器的高穩(wěn)態(tài)PUF，其特征在于包括外部激勵源、8個半導(dǎo)體氣敏傳感器、阻值采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器分別與所述的阻值采集模塊連接，所述的阻值采集模塊與所述的數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述的外部激勵源用于給8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器創(chuàng)造氣體環(huán)境，使8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器分別產(chǎn)生一個輸出阻值，所述的阻值采集模塊用于采集8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值并傳輸給所述的數(shù)據(jù)處理模塊，所述的數(shù)據(jù)處理模塊將8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器中每三個作為一個傳感器簇，得到C³₈個不同的傳感器簇，當(dāng)所述的數(shù)據(jù)處理模塊采接收到所述的阻值采集模塊輸出的8個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值時，所述的數(shù)據(jù)處理模塊將C³₈個傳感器簇中每兩個作為一個比較組，得到C²₅₆個不同的比較組，然后按照隨機順序從C²₅₆個不同的比較組選擇一個比較組，將該比較組中一個傳感器簇作為left簇，另一個傳感器簇作為right簇，比較left簇中三個半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值之和與right簇中三個半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值之和，如果left簇中三個半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值之和大于right簇中三個半導(dǎo)體氣敏傳感器的輸出阻值之和，則生成比較結(jié)果1，否則生成比較結(jié)果0，當(dāng)完成C²₅₆個不同的比較組的比較后，生成了128個比較結(jié)果，將128個比較結(jié)果按照生成先后順序依次排列形成128位二進制數(shù)據(jù)，所述的數(shù)據(jù)處理模塊將該128位二進制數(shù)據(jù)作為所述的高穩(wěn)態(tài)PUF的128位輸出響應(yīng)輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用半導(dǎo)體氣敏傳感器的高穩(wěn)態(tài)PUF，其特征在于每個所述的半導(dǎo)體氣敏傳感器分別包括基座、氧化鋁陶瓷管、氣敏材料層、兩組Pt線、一根Ni-Cr合金線和兩個Au極，兩個所述的Au極均為環(huán)形，兩個所述的Au極左右間隔環(huán)繞附著在所述的氧化鋁陶瓷管的外側(cè)壁上，每組所述的Pt線分別包括兩根Pt線，兩組所述的Pt線與兩個所述的Au極一一對應(yīng)，對應(yīng)的一組Pt線與一個Au極中，該組Pt線的兩根Pt線與該Au極的上下兩端對應(yīng)連接，所述的氣敏材料層通過將氣敏材料涂覆在所述的氧化鋁陶瓷管的外側(cè)壁上形成，兩組所述的Pt線均從所述的氣敏材料層上穿出，所述的Ni-Cr合金線作為加熱電絲，沿所述的氧化鋁陶瓷管的中心軸線穿過所述的氧化鋁陶瓷管，兩組Pt線中每根Pt線分別固定在所述的基座上將所述的氧化鋁陶瓷管支撐住，所述的Ni-Cr合金線的兩端固定在所述的基座上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用半導(dǎo)體氣敏傳感器的高穩(wěn)態(tài)PUF，其特征在于所述的氣敏材料采用以下方法制備得到：將5mg的Pb(NO₃)₂·2H₂O、701mg的SnCl₄·5H₂O和1200mg的聚乙烯吡咯烷酮(Poly Vinyl Pyrrolidone，PVP)溶解于5ml二甲基甲酰胺和5ml乙醇混合溶液中，在室溫下攪拌直到混合均勻，得到混合試劑；將混合試劑裝載進注射器中，并在與注射器噴嘴相距15cm處設(shè)置錫箔，將錫箔作為陰極與高壓電源的負極連接，將注射器噴嘴作為陽極與高壓電源的正極連接，設(shè)定高壓電源的輸出電壓是16kV，開啟高壓電源，此時注射器噴頭將混合試劑噴出形成纖維材料，將得到的纖維材料以1℃/min的加熱速率加熱到600℃，然后保溫2個小時，得到納米材料；將納米材料和去離子水按重量比例1：100混合均勻形成糊狀物，該糊狀物即為氣敏材料。