Eine hochzuverlässige RRAM physikalisch unklonbare Funktion unter Verwendung einer randomisierten Quelle nach der Verarbeitung

Physikalisch unklonbare Funktionen (PUF) werden zunehmend als vielversprechende Primitive für die Hardwaresicherheit mit einer Vielzahl von Anwendungen im Internet der Dinge (IoT) eingesetzt. In den letzten Jahren haben neuartige PUF-Techniken, die auf dem resistiven Schaltmechanismus in verschiedenen aufkommenden nichtflüchtigen Speichern basieren, eine überlegene Leistung hinsichtlich Zuverlässigkeit und Integrationsdichte gezeigt. In dieser Arbeit wird ein auf resistiver RAM (RRAM) basierender PUF-Chip mit einer Kapazität von 8 kb entwickelt. Zwei Betriebsmodi, nämlich der Differenzmodus und der Medianmodus, sind auf dem Chip integriert. Um diese Modi zu implementieren, wird ein strommessungsbasierter Signalverstärker entworfen, um die Stromwerte der PUF-Zellen und der Referenzzelle zu unterscheiden. Darüber hinaus wird ein Split-Widerstands-Schema vorgeschlagen, um die Zuverlässigkeit des PUF erheblich zu verbessern. Die Ergebnisse der Experimente zeigen, dass der differenzielle PUF eine hervorragende Leistung mit einer nativen Bitfehlerrate (N-BER) unter 6 × 10 -6 und einer inter-Hamming-Distanz (inter-HD) von 49,99% aufweist. In der Zwischenzeit wird die Rekonfigurierbarkeit der PUF-Herausforderungs-Antwort-Paare (CRPs) mit 49,77% und 47,29% rekonfigurierbarer Hamming-Distanz (reconfigure-HD) im Medianmodus bzw. im Differenzmodus demonstriert.