[发明专利]一种物理不可克隆函数纠错方法

说明书

本发明公开了一种物理不可克隆函数纠错方法，包括如下步骤：m个n比特的响应组成了一个响应矩阵R_m×n，基于错误概率p将每个响应分为m部分，对具有相同的p的比特，拼在一行中，得到新的矩阵P_m×n；在注册阶段，利用P_m×n的每一行使用基于校正子的方案或码偏移架构的方案得到帮助数据矩阵HD_m×n；在再生成阶段，m个激励生成另一个与R_m×n有些微不同的响应矩阵X_m×n，对X_m×n的每一行做基于校正子的方案或码偏移架构的方案的操作，得到矩阵Q_m×n，再对矩阵Q_m×n做矩阵的操作，得到R_m×n的估计值本发明针对PUF响应中每个比特错误率并不完全相同的情况，提出新的使用多对CRP的纠错方案，在使用BCH码、LDPC码和极化码时，均在一些错误率分布的情况下，相较传统的纠错方案有更好的BER表现。

技术领域

本发明涉及硬件安全技术领域，尤其是一种物理不可克隆函数纠错方法。

背景技术

物联网(IoT)是一个连接数十亿设备的网络，虽然物联网将为工业和社会带来巨大的经济利益，但是它的使用中也存在许多安全问题，大多数物联网设备在资源受限和分布式环境中运行。因此，传统的基于密码的安全和集中式密钥管理系统无法在物联网网络中轻松部署。物理不可克隆功能(PUF)为物联网安全提供了合适的解决方案。

PUF是一种利用产品生产过程中存在的内在的随机性来生成密钥的数字电路，它可以多次重新生成密钥。但是，PUF的输出会因为环境因素(例如温度、供电电压等)的不同而改变。因此，在实际使用PUF时，必须利用纠错技术纠正在重新生成密钥时的错误。

在目前的研究中，通常将PUF的响应中每个比特错误率都看作相同，但实际上，每个比特的错误率并不完全相同，因此需要针对这样的实际情况，改进现有的纠错方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种物理不可克隆函数纠错方法，相较传统的纠错方案具有更好的BER表现。

为解决上述技术问题，本发明提供一种物理不可克隆函数纠错方法，包括如下步骤：

(1)m个n比特的响应组成了一个响应矩阵R_m×n，基于错误概率p将每个响应分为m部分，对具有相同的p的比特，拼在一行中，得到新的矩阵P_m×n；

(2)在注册阶段，利用P_m×n的每一行使用基于校正子的方案或码偏移架构的方案得到帮助数据矩阵HD_m×n；

(3)在再生成阶段，m个激励生成另一个与R_m×n有些微不同的响应矩阵X_m×n，对X_m×n的每一行做基于校正子的方案或码偏移架构的方案的操作，得到矩阵Q_m×n，再对矩阵Q_m×n做矩阵的操作，得到R_m×n的估计值

优选的，步骤(2)中，基于校正子的方案具体为：对于一个有n比特的响应R_n，我们用H表示使用的纠错码的校验矩阵，那么帮助数据就是R_n与H的转置的内积，也就是

HD＝R_n·H^T

在再生成过程中，首先计算校正子S_n-k，

而因此有

也就是

S_n-k＝E_n·H^T