基于PDS電阻參數(shù)測(cè)量的PUF研究.pdf

1、所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性，幾乎都取決于對(duì)密鑰等核心秘密的可靠保護(hù)。由于目前國內(nèi)在信息安全應(yīng)用方面缺少有效的抗入侵技術(shù)，攻擊者可以通過直接的硬件攻擊演算出幾乎所有的密碼，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全問題受到了很大的威脅。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中加入物理抗入侵技術(shù)就是顯得非常重要。在芯片制造過程中，尤其是在晶體生長的晶圓制造后段制程（BEOL）中，金屬電阻的工藝偏差有著非常重要的意義，使制造出的芯片具有不可避免的差異性，能夠用來建立不可復(fù)制的密鑰，從物理上保證了

2、系統(tǒng)的安全。
　　本文主要研究了基于芯片上電源分布式系統(tǒng)（PDS）電阻制造工藝偏差的測(cè)量提取方法，首先分析了PDS結(jié)構(gòu)并構(gòu)造出電源網(wǎng)絡(luò)等效電路模型，然后介紹了PDS中電阻參數(shù)的測(cè)量提取步驟，并將得到的電阻參數(shù)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的噪聲分析和偏差分析方法，分析了該電阻制造工藝偏差數(shù)據(jù)具有唯一性，證明了應(yīng)用PDS等效電路模型測(cè)量和計(jì)算出的PDS電阻數(shù)據(jù)可以提取出芯片在晶圓制造后段制程（BEOL）階段產(chǎn)生的工藝偏差，該工藝偏差是芯片在制造過程中不

3、可避免的產(chǎn)生的，可以有效的區(qū)分出不同的芯片，以便唯一地認(rèn)證芯片。
　　本文在第四章中論述了如何將電源分布式系統(tǒng)（PDS）中電阻工藝偏差應(yīng)用到物理不可克隆函數(shù)（PUF）中，并做了實(shí)驗(yàn)評(píng)測(cè)分析。首先分析了電阻工藝偏差和PUF函數(shù)的相同點(diǎn)，它們都有唯一性、可重復(fù)性和不可克隆性。然后在兩組24片由IBM公司65nm工藝生產(chǎn)的測(cè)試芯片中應(yīng)用該方法進(jìn)行評(píng)測(cè)，通過數(shù)據(jù)可以明顯看出電阻工藝偏差各不相同。用這些工藝偏差數(shù)據(jù)來構(gòu)建 PUF，得到芯片的