[发明专利]闪速存储器的基于原始读取的物理不可克隆功能

说明书

存储器装置的多层存储器单元NAND结构被用于从存储器装置提取唯一性。基于NAND的存储装置的某些不可靠特性用于生成真随机数序列。用于生成这种序列的方法是基于物理不可克隆功能(PUF)，该物理不可克隆功能是通过使用现有固件程序提取基于NAND的存储器装置的唯一性特性来实施的。

技术领域

本公开的实施例涉及一种基于存储块的页面内的位的噪声特性值的随机序列生成技术。

背景技术

计算机环境范例已经转变成可随时随地使用的普适计算系统。因此，诸如移动电话、数码相机和笔记本计算机的便携式电子装置的使用已经迅速增加。这些便携式电子装置通常使用具有存储器装置的存储器系统，即数据存储装置。数据存储装置被用作便携式电子装置的主存储器装置或辅助存储器装置。

由于使用存储器装置的数据存储装置不具有移动部件，因此其提供优异的稳定性、耐用性、高信息访问速度和低功耗。具有这些优点的数据存储装置的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡以及固态驱动器(SSD)。

SSD可以包括闪速存储器组件和包括将闪速存储器组件桥接到SSD输入/输出(I/O)接口的电子器件的控制器。SSD控制器可以包括执行诸如固件的功能组件的嵌入式处理器。SSD功能组件通常是装置特定的，并且在大多数情况下可被更新。

闪速存储器的两种主要类型以NAND和NOR逻辑门命名。各个闪速存储器单元展现出与其相应门相似的内部特性。NAND型闪速存储器可以以块(或页面)写入和读取，该块(或页面)通常比整个存储空间小得多。NAND型闪速存储器主要在存储卡、USB闪存驱动器、固态驱动器(SSD)和类似产品中操作，用于一般存储和传送数据。

现代NAND型闪速存储装置使用不同类型的物理块，这些物理块的区别在于其中的存储器单元的类型。物理块可以包括：(i)每个能够存储单个位的单层单元(SLC)，(ii)每个能够存储两个位的多层单元(MLC)，(iii)每个能够存储三个位的三层单元(TLC)，或者(iv)每个能够存储四个位的四层单元(QLC)。给定块中的存储器单元被分组以限定页面。为了增大总体存储容量，趋势在于实现具有更高容量的存储器单元，即SLC→MLC→TLC→QLC的NAND型闪速存储装置。但是，这样做会导致可靠性问题。

物理不可克隆功能(PUF)被广泛用作硬件基元(hardware primitive)，用于唯一集成电路识别和真随机数生成(TRNG)。

在这种背景下，提出了本发明的实施例。

发明内容

本发明的各方面涉及一种操作存储器系统，特别是基于闪存的NAND存储器系统的方法，以基于存储器系统的存储器装置的特性来生成随机数序列。根据一个方面，一种随机数生成的方法包括：对存储器装置中的多个存储块中的选择存储块中的多个页面的每一个执行多个读取操作，该多个页面包括多个位；确定多个位中的每个位的噪声特性值；识别各自噪声特性值大于阈值的位；并且使用至少一些所识别的位来生成随机数序列。

本发明的另一方面涉及一种被配置为执行操作以生成随机数序列的存储器系统。根据一个方面，这种存储器系统包括：NAND型闪速存储器，NAND型闪速存储器包括存储块，每个存储块包括存储器单元，每个存储器单元能够存储多个位，每个存储块中的存储器单元被布置以形成页面；以及控制器。该控制器被操作为：对存储块中的选择存储块中的至少一些页面中的每一个执行多次读取操作；确定对其执行多次读取操作的页面之中的每个位的噪声特性值；识别各自噪声特性值大于阈值的位；以及使用至少一些所识别的位来生成随机数序列。

从以下描述中，本发明的另外的方面将变得显而易见。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施例的存储器系统的框图。

图2是示出根据本发明的实施例的存储器系统的框图。