一种基于BCH算法的SRAM PUF芯片的设计、测试与分析

摘要

物理不可克隆功能是一种新型的信息安全硬件,在物联网、消费电子等领域得到了越来越广泛的应用。基于SRAM的PUF是工业上应用最广泛的一种类型。基于华宏0.11μm CMOS工艺的SRAM PUF,通过引入BCH算法解决了SRAM的不稳定性造成的误码率问题。通过设计单片机测试电路和PUF芯片测试板,对PUF芯片的片内汉明距离、片间汉明距离和稳定性等关键指标进行了详细的测试和分析。测试结果表明,PUF的片间汉明距离达到42.2%,片内汉明距离达到20.0%,并且具有很好地电压稳定性与温度稳定性。在BCH算法纠错机制运行的情况下芯片片内汉明距离降为0,很好地解决了PUF实现过程中的误码率问题。基于本项研究可知,通过BCH算法与SRAM单元相结合的方式可以很好地解决PUF常出现的不稳定性的问题。BCH算法与SRAM单元相结合的PUF芯片可以很好地满足识别、电子标签等应用的需要。