[發明專利]基于多PUF的MEDA生物芯片硬件版權保護方法

有效

• 申請號: 202110641008.6
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113312589B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 郭文忠;連思璜;董晨;陳震亦;劉靈清;柳煌達
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G06F21/10
• 分類號: G06F21/10;G06F21/71
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

1.一種基于多PUF的MEDA生物芯片硬件版權保護方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：服務方在MEDA生物芯片上生成多PUF的激勵響應對，組成一個激勵響應對數據庫，由服務方存儲；

所述多PUF包括時延PUF和分裂PUF；

所述步驟S1具體為：

1)服務方預先設計激勵C，所述激勵分為兩個部分，包括時延激勵C_D和分裂激勵C_S，并將所述激勵操作傳輸至MEDA生物芯片；

2)MEDA生物芯片根據接收的時延激勵C_D操縱液滴，所得結果為響應R_D并傳輸至控制器，映射關系f_D為：

f_D：C_D→R_D

3)根據接收的分裂激勵C_S操縱液滴，所得結果為響應R_S并傳輸至控制器，映射關系f_S為：

f_S：C_S→R_S

4)控制器收到響應R_D和響應R_S后，對響應R_D和響應R_S進行混淆操作生成響應R，并將響應R傳輸給服務方；

5)服務方將接收到的響應R作為所述激勵C的標準響應R_G存儲在激勵響應對數據庫中；

步驟S2：用戶使用MEDA生物芯片之前向所述服務方發出獲取驅動序列的請求，服務方返回激勵至所述芯片；

步驟S3：MEDA生物芯片執行激勵得到響應數據，并對響應數據進行混淆計算后反饋至服務方；

步驟S4：服務方根據返回響應判斷發出反饋的芯片版權是否合法；根據芯片的正版與否，服務方返回片上開銷不同的生化協議的驅動序列，并授予正版芯片后期免于重復驗證的許可；

所述步驟S4具體為：

根據所述芯片反饋響應R和激勵響應對數據庫中的R_G之間的漢明距離HD判斷芯片是否為正品；

其中，HD表示芯片返回的響應R和激勵響應對庫中R_G的差值；

設定一個合理的誤判概率閾值p，length()表示計算序列長度的函數；

當HD＝0時，R和R_G完全一致，所述芯片為正品，服務方返回所述生化協議的最優驅動序列，并且提供唯一的許可證信息至所述芯片，后續所述芯片向服務方發出請求時所述許可證信息可以作為身份驗證；

當HD≠0時，所述芯片無法被判定為正品，在下一次請求時仍需重新執行步驟S2至步驟S4以進行身份驗證操作；

若0＜HD≤length(R)×p，R與R_G之間的差異小于閾值，所述芯片同時存在被誤判和盜版的可能，服務方返回所述生化協議中等開銷和耗時的驅動序列；

若HD＞length(R)×p，R與R_G之間的差異超過閾值，所述芯片可被判定為盜版芯片，服務方返回所述生化協議的最大開銷和耗時的驅動序列。

2.根據權利要求1所述的基于多PUF的MEDA生物芯片硬件版權保護方法，其特征在于，所述MEDA生物芯片包括從上之下依次設置的頂板、接地電極、上疏水層、硅油層、下疏水層、電極、屏蔽層、檢測控制模塊和底板；液滴設置于上疏水層、下疏水層之間的硅油層。