[发明专利]操作具非易失性存储单元电路的方法及使用所述方法的电路

说明书

本发明提供一种操作具非易失性存储单元电路的方法及使用所述方法的电路，所述电路包括多个非易失性存储单元及逻辑，所述逻辑用以使用实体不可复制功能以产生密钥且将密钥存储于多个非易失性存储单元中的一组非易失性存储单元中。实体不可复制功能可使用衍生自多个非易失性存储单元中的非易失性存储单元的熵以产生密钥。逻辑经描述为禁用对所述组非易失性存储单元中的数据的改变，且从而在密钥存储于所述组非易失性存储单元中之后将其冻结。

技术领域

本发明是关于集成电路，包含闪存或其他非易失性存储器，具有利用独特密钥或独特标识码的安全特性。

背景技术

已研发出具有极高容量的集成电路存储器元件，包括非易失性存储器(诸如闪存)。一些技术被认为可能在集成电路上实现兆位规模(terabit-scale)的阵列。此外，存储器元件经部署于通过例如因特网协议通讯技术来操作的网络互连的所谓「物联网IoT」元件中。对存储数据的IoT元件及其他元件的关注点为数据安全。因此，需通过独特密钥加密、通过独特ID验证以及询问/回应技术的安全协议已被部署。

安全协议需要密钥管理技术以产生、更新、存储以及保护所采用的独特密钥及ID。

实体不可复制功能(PUF，被称作physical unclonable function或physicallyunclonable function)为可用以产生用于诸如集成电路的实体的独特随机密钥的程序。使用PUF是用以产生用于支持硬件固有安全(hardware intrinsic security；HIS)技术的芯片ID的密钥的解决方案。产生PUF的电路为(或包含)实施于产生易于评估(evaluate)但难以预测(predict)的码的实体结构中的实体。

PUF已用于诸如行动元件及嵌入元件的具有高安全要求的应用中的密钥产生。一实例PUF为环振荡器PUF，其使用对栅极的电路传播延迟固有的制造变异性(manufacturingvariability)。另一实例PUF为SRAM PUF，其中晶体管中的阈值电压差值产生呈逻辑「0」或逻辑「1」的SRAM加电(powering up)。参见Charles Herder等人的「Physical UnclonableFunctions and Applications：A Tutorial」，第1126页至第1141页，Proceedings of theIEEE，第102卷，第8号，2014年8月。

已有提出使用电阻性随机存取存储器的物理性质的PUF。参见Yoshimoto等人的「AReRAM-based Physically Unclonable Function with Bit Error Rate＜0.5％after10years at 125℃for 40nm embedded application」，第198页至第199页，2016年，Symposium on VLSI Technology Digest of Technical Papers。论文中呈现的应用提出对归因于老化衰减而增大位误差率的习知ReRAM PUF的ID产生方法的改良。然而，在此基于ReRAM的PUF中，产生的数据仍可被存储单元的电阻漂移损坏，其可产生在存取或使用所存储的密钥时不可被接受的位误差率。此类电阻漂移在一些集成电路的应用中遇到高温时可更明显，例如在汽车应用中。

由于具有高位误差率的问题，因此当使用由PUF电路所产生的数据集时，先前技术依赖于误差校正码以改良可靠性。参见例如Lee等人的2016年6月2日公布的美国专利申请公开案第2016/0156476号，「Physically Unclonable Function Circuits and Methodsof Performing Key Enrollment in Physically Unclonable Function Circuits」。

需要提供给包含非易失性存储器的集成电路支持使用PUF产生的密钥及其他独特密钥的技术。此外，需要部署元件易于制造但产生即使知道其产生的确切制造工艺也几乎不可能复制或预测的码的技术。

发明内容