[发明专利]对质询生成唯一响应

说明书

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对质询生成唯一响应的装置，所述装置包括：多个结构，其中每个结构展现量子力学限制，并且每个结构被布置为在受到电测量的质询时提供唯一响应，所述唯一响应与所述结构的限定所述量子力学限制的原子组成相关联；所述装置被布置为通过促进处于电组合形式的所述多个结构中的至少两个结构的输出的电测量来促进对处于所述电组合形式的所述多个结构中的所述至少两个结构的质询，以生成所述唯一响应；所述唯一响应能够从所述电测量中导出。

技术领域

本发明一般涉及对质询生成唯一响应，特别是用于对质询生成唯一响应的装置和方法。该装置和方法使用多个结构，其中每个结构都展现出量子力学限制，以便生成唯一响应。

背景技术

许多现代系统基于通常本地存储的唯一标识符来建立通信、功能或类似物的安全性。此类安全性在此类系统中可能是关键的，或者可能仅在其他系统中提供额外的功能。实体的认证还可以依赖于这种唯一标识符，例如在防伪方面。唯一标识符可以可选择地或附加地限定或描述为密钥或加密密钥，或者作为当受到质询时提供唯一响应的某种事物。可选择地或附加地，这种唯一标识符或唯一响应可以用作密钥或加密密钥。

对于健壮性而言，加密密钥或类似标识符具有高度唯一性(本领域中使用的术语)当然是重要的。“唯一”可能意味着唯一密钥或类似标识符至少在相对于所讨论的系统使用的实际时间范围内可被随机地偶然发现是在统计上不可能的。不仅如此，密码学的潜在攻击者难以克隆或以其他方式危害该密钥或类似标识符这一点也很重要。更实际地是，还期望提供密钥或类似标识符的装置所占的物理空间小并且具有低的功耗，同时具有低的制造成本。

离开制造商等之后的产品的唯一识别可以通过标记或指纹识别那些产品来进行管理，特别是通过包括能够容易和重复读取的唯一的、难以克隆的(物理)功能。物理上(有时称为物理的)不可克隆的功能(PUF)可以提供这种识别，例如在提供对质询的唯一响应方面。这种物理上不可克隆的功能可以是或可以提供上述密钥或类似标识符。

通常地，在普遍被认为是宏观的或经典的物理原理的基础上提供物理上不可克隆的功能。例如，物理上不可克隆的功能可以基于不同晶体之间的石英晶体振荡频率的细微变化，或者不同器件之间的不同电容(这是由于构成这些不同装置的不同厚度层所导致的)，或者存储单元阵列中的异常现象(例如，死亡单元)的识别。毫无疑问，这些方法在实践中在一定程度上起了作用。然而，它们确实存在缺陷。已经认识到，造成这些缺陷的主要原因是在生成唯一标识符时利用宏观效果。例如，这可能会限制标识符的唯一性，或者使得以某种方式测量、编码或以其他方式限定唯一标识符时更加困难。而且，使用宏观效果，确定或生成唯一标识符的可重复性和一致性有时可能受到损害，或者在提供标识符的装置中需要大量空间或功耗。

即使基于量子力学效应提供物理上不可克隆的功能，也能够改善采用或使用这种效果的装置的性质和有效性。例如，就这种响应的强度、唯一性或数量而言，能够改善响应的唯一性。

本发明的示例性实施例的示例目的在于至少部分地消除或减轻现有技术中的至少一个缺陷(无论是在本文中还是在别处确定的)，或者至少提供对现有技术的替代。

发明内容

本发明提供了一种如在所附的权利要求中所提出的装置和方法。当然，由从属权利要求以及下面的具体描述将会使本发明的其他特征变得显而易见。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对质询生成唯一响应的装置，所述装置包括：多个结构，其中每个结构展现量子力学限制，并且每个结构被布置为在受到电测量的质询时提供唯一响应，所述唯一响应与所述结构的限定所述量子力学限制的原子组成相关联；所述装置被布置为通过促进处于电组合形式的所述多个结构中的至少两个结构的输出的电测量来促进对处于所述电组合形式的所述多个结构中的所述至少两个结构的质询，以生成所述唯一响应；所述唯一响应能够从所述电测量中导出。