[发明专利]磁性物理不可克隆函数器件及磁性物理不可克隆函数装置

说明书

本发明公开一种磁性物理不可克隆函数器件及装置。器件包括：衬底、设于衬底上表面的重金属层、设于重金属层上表面的磁性物理不可克隆函数层，磁性物理不可克隆函数层包括：设于重金属层上表面的钉扎层、设于钉扎层上表面的隧穿层及设于隧穿层上表面的自由层；或者，磁性物理不可克隆函数层包括：设于重金属层上表面的自由层、设于自由层上表面的隧穿层及设于隧穿层上表面的钉扎层；自由层具体包括钴铁硼薄膜层及设于钴铁硼薄膜层上表面的氧化镁薄膜层。本发明利用钴铁硼薄膜与氧化镁薄膜交界面的各向异性特点制备的物理不可克隆函数器件及装置具有随机性和唯一性的特点，具备独特的不可克隆和防篡改属性。

技术领域

本发明涉及信息安全硬件加密技术领域，特别是涉及一种磁性物理不可克隆函数器件及磁性物理不可克隆函数装置。

背景技术

为了硬件层面的知识产权(IP)保护，以及防止软件层面的信息泄露，诸如盗版和侵犯个人隐私及财产安全，人们发明了一种物理不可克隆函数(Physical UnclonableFunctions，PUF)来对这些信息进行保护。最早的物理不可克隆函数是Pappu等提出的一种光学物理不可克隆函数，通过激光照射玻璃的产生散斑，然后通过贾波哈希(Gaborhash)提取散斑的特性。光学物理不可克隆函数具有很好的随机性与唯一性，但是其物理构造复杂，激光方向灵敏度要求异常苛刻，这些不足极大地限制了它的实际应用。不久之后，Gassend等人提出硅物理不可克隆函数的概念，这种物理不可克隆函数结构利用集成电路中门电路或者连线的延迟来实现物理不可克隆函数结构。但是，硅基集成电路可以通过测量产品的引脚功耗、时钟响应以及电磁特征来窃取或者篡改其信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性物理不可克隆函数器件及磁性物理不可克隆函数装置，具有良好的唯一性与随机性，具备防伪造防篡改的能力，能够解决传统的非电学物理不可克隆函数难以实际应用而电学物理不可克隆函数存在泄密风险的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种磁性物理不可克隆函数器件，所述器件包括：衬底、设于所述衬底上表面的重金属层、设于所述重金属层上表面的磁性物理不可克隆函数层，其中，

所述磁性物理不可克隆函数层具体包括：设于所述重金属层上表面的钉扎层、设于所述钉扎层上表面的隧穿层及设于所述隧穿层上表面的自由层；或者，所述磁性物理不可克隆函数层具体包括：设于所述重金属层上表面的自由层、设于所述自由层上表面的隧穿层及设于所述隧穿层上表面的钉扎层；

所述自由层具体包括钴铁硼薄膜层及设于所述钴铁硼薄膜层上表面的氧化镁薄膜层。

可选的，所述氧化镁薄膜层的厚度不均匀。

可选的，所述氧化镁薄膜层各单位面积的厚度随机分布。

可选的，所述衬底为硅衬底或者二氧化硅衬底。

可选的，所述钉扎层为钴铁硼薄膜。

可选的，所述隧穿层为氧化镁薄膜。

一种磁性物理不可克隆函数装置，所述装置包括若干所述的磁性物理不可克隆函数器件，其中，各所述磁性物理不可克隆函数器件呈阵列排布。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的磁性物理不可克隆函数器件及装置，自由层设置有钴铁硼薄膜层及设于钴铁硼薄膜层上表面的氧化镁薄膜层。利用钴铁硼薄膜与氧化镁薄膜交界面的各向异性的特点，通过改变不同位置的各向异性制备出基于磁各向异性的物理不可克隆函数器件。由于生成磁性物理不可克隆函数器件的过程具有随机性，因此，生成的器件具有随机性和唯一性的特点，具备独特的不可克隆和防篡改属性。进一步地，由于本发明利用的是生成器件过程的随机性，且器件结构简单，加工工艺属于常规工艺，便于推广使用。

附图说明