摘要
空间放置仲裁器物理不可克隆函数（APUF）利用FPGA的布局多样性来生成依赖于布局的挑战—响应映射，同时保持相同的逻辑架构。本文对一个八链、八级APUF的二十个细粒度空间配置进行了概念验证评估。每个配置均使用一次完整的器件配置进行实现和测量，并对所有256个挑战信号进行了评估，每个配置重复测量二十次。在第一块Xilinx VC709开发板上，该原型实现了99.8843%的平均原始位可靠性、99.0820%的平均8位块可靠性、47.9858%的多数响应均匀度以及47.6514%的平均布局间唯一性。相同的二十个受限实现在第二块VC709开发板上进行了评估，仅用于研究跨器件行为。两块开发板上对应的配置平均相差2.0703%，而380个不匹配的跨器件配置对平均相差47.6537%。对应的最大配置距离为3.5645%，而不匹配配置的最小距离为35.4492%，得出经验分离度为31.8847个百分点。结果表明，确定性布局和布线定义了主导的配置特征，而器件特定的制造差异仅贡献了较小的残余影响。本文未实现并发多APUF操作或端到端认证协议。所获测量结果则推动了近期工作：在一块FPGA上并发实例化二十个或更多经鉴定的APUF，选取的实例提供更宽的稳定内部响应材料，并通过密码学密钥派生过程生成128位密钥，用于Ascon-AEAD128保护的无人机认证和传感器数据通道。
