一种基于FPGA进位逻辑的RO PUF设计

作     者：陈鹏 李先东 姚亮 易茂祥 鲁迎春 CHEN Peng;LI Xiandong;YAO Liang;YI Maoxiang;LU Yingchun

作者机构：合肥工业大学微电子学院合肥230000 

出 版 物：《微电子学》 (Microelectronics)

年 卷 期：2022年第52卷第1期

页      面：65-70页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62027815) 模拟集成电路国家级重点实验室基金资助项目(6142802200506) 

主　　题：硬件安全 物理不可克隆函数 环形振荡器 进位逻辑 反相器 

摘      要：物理不可克隆函数(PUF)作为一种可有效地应对硬件安全问题的电路结构,在近些年得到了广泛的关注。环形振荡器(RO)PUF由于不需要完全对称的布线方式,因此被认为是最理想的PUF结构之一。现有的RO PUF设计愈加复杂且需要硬宏来固定电路,这导致PUF的移植性很差。文章利用FPGA中固有的进位逻辑资源实现RO PUF,通过将3个进位逻辑中的11个异或门级联,经配置实现11阶振荡环,有效解决了可移植性问题,避免了使用硬宏来固定电路。采用Xilinx Spartan-6,对提出的结构进行实验。实验结果表明,设计的RO PUF实现了50.65%的均匀性、48.48%的唯一性和1.56%的误码率。该设计方法具有易于实现、资源占用形式单一、无需手动布局布线等特点。