一种稳健且可扩展的基于Cell的65纳米CMOS RO-PUF实现方法

《IEEE Open Journal of the Solid-State Circuits Society》：Robust and Scalable Cell-Based 65-nm CMOS RO-PUF Implementation

　　

摘要：

在日益互联互通的系统中，安全性已成为一个关键问题。在这种情况下，基于延迟的物理不可克隆函数（PUFs），如环形振荡器（RO）PUFs，作为关键的硬件安全原语应运而生，它们提供了独特、不可预测且可靠的响应，解决了与密钥存储和设备认证相关的安全挑战。为了确保其鲁棒性，传统的RO-PUF设计采用模拟驱动的实现方式，但这会导致较高的设计开销并限制了跨技术节点的可扩展性。我们提出了一种可配置的RO-PUF设计，该设计遵循基于标准单元的完全数字半定制设计方法，显著降低了设计工作量，并实现了在平面CMOS技术间的可移植性。所提出的架构集成了片上辅助数据算法（HDA）和轻量级纠错码（ECC），以支持密钥生成、混淆和恢复。此外，该设计采用TSMC 65纳米工艺制造，并在包括工艺、电压和温度（PVT）变化在内的多种操作条件下进行了广泛测试，达到了业界领先的指标。