双安定リング回路の収束時間により瞬時値応答を得る発振回路PUF

摘要

偽造半導体チップの流通対策として，半導体の製造ばらつきを用いてチップの個体識別を行うPUF（Physical Unclonable Function）の研究が活発に行なわれている．PUFはある入力値を与えると，対応する出力値を返す関数として機能する回路である．再現性や一意性等のPUFの評価指標に加え，近年では，機械学習攻撃耐性も重視されているが，既存のPUFの多くはSupport Vector Machine（SVM）等の機械学習によりレスポンスの予測が容易である課題があった．本論文では，双安定リング回路の収束時間を用いる機械学習攻撃に強いPUFを提案する．提案回路は，双安定リング回路の収束時間がトランジスタのしきい値電圧ばらつきに対する線形性を持たないことを利用して，双安定リング回路の収束時における発振回路の瞬時値をレスポンスとして用いる．SPICEシミュレーションを用いた提案回路の解析によりPUFの評価指標とともにSVMによる予測割合が0.5程度となり，レスポンスの予測が困難であることを確認した．