[发明专利]一种高安全性可配置RO-PUF电路结构

说明书

本发明公开了一种高安全性可配置RO‑PUF电路结构，包括：第一哈希处理模块用于利用轻量级SPONGENT哈希算法对输入的预设个性参数和原始激励信号进行处理得到随机激励信号；可配置RO‑PUF电路用于接收随机激励信号，并产生激励响应信号；纠错处理模块用于接收激励响应信号，采用重复码作为内部编码对激励响应信号进行纠错处理后，再采用BCH码作为外部编码对激励响应信号纠错处理得到纠错后的激励响应信号；第二哈希处理模块用于利用轻量级SPONGENT哈希算法对纠错后的激励响应信号进行处理得到最终激励信号。本发明能够使激励与响应之间的映射方式更加复杂，防止攻击者通过获取CRPs建立攻击模型。

技术领域

本发明涉及安全加密技术领域，特别是涉及一种高安全性可配置RO-PUF电路结构。

背景技术

胡鹏在《基于环形振荡器的物理不可克隆函数的设计与验证》一文中公开了一种通过对相邻RO的振荡频率计数后相互比较得到响应输出来提高RO-PUF可靠性和唯一性的方法，该方法首先利用1个与非门和8个非门输出端与输入端首尾相连对RO结构进行改进，然后通过对相邻RO的振荡频率计数后相互比较得到1024比特长度的响应输出，经过多次测试，得到衡量RO-PUF可靠性和唯一性的片内和片间汉明距离。该方法设计原理简单，易于实现，但该方法设计的RO-PUF结构可配置路径简单以及未引入加密算法，使得激励与响应之间的映射方式不够复杂，导致其可靠性和唯一性不够高，不适用于具有较高信息安全要求的领域。

如图1所示，现有技术的基本RO-PUF电路主要由环形振荡器RO、多路选择器12、计数器13和比较器14等构成，多路选择器12接收N条振荡电路中两条环形振荡器RO的输出信号和系统外部输入的激励信号，两个计数器13分别对两个环形振荡器11在同一时间段内的振荡频率进行计数，最后通过比较器14输出振荡频率结果，结果为逻辑1或者0。由N个环形振荡器RO构成的RO-PUF理论上能产生N(N-1)/2个激励-响应对(CRPs)，CRPs之间存在着数据的传递性规律，即环形振荡器RO₁的振荡频率环形振荡器RO₂的振荡频率、环形振荡器RO₂的振荡频率环形振荡器RO₃的振荡频率时，则有环形振荡器RO₁的振荡频率环形振荡器RO₃的振荡频率。可以看出，CRPs之间的数据关联性会影响环形振荡器RO最终输出的振荡频率，为了避免数据关联性的影响，传统RO-PUF需要在每个环形振荡器RO上采用不同的比较策略才能产生独立的CRPs，但这种方法会造成额外的设计和测试工作，同时也增加了硬件资源消耗。

现有技术采用一种传统可配置RO-PUF电路来改善上述问题，如图2所示，传统可配置RO-PUF电路包括与门21、非门22和多路选择器23，其通过改变输入的激励信号，得到特定的振荡频率，使输出的频率信号具有较高的安全性。但该传统电路的环形振荡器RO的结构简单，产生的CRPs数量不够多，用其设计的电路可靠性和唯一性不高，并且输入的激励信号没有经过随机化处理，产生的激励不具有随机性，攻击者可以通过获取CRPs建立攻击模型。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于深度学习的寄生虫检测系统及方法，能够使激励与响应之间的映射方式更加复杂，防止攻击者通过获取CRPs建立攻击模型。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种高安全性可配置RO-PUF电路结构，包括可配置RO-PUF电路、第一哈希处理模块、纠错处理模块和第二哈希处理模块；所述第一哈希处理模块用于利用轻量级SPONGENT哈希算法对输入的预设个性参数和原始激励信号进行处理得到随机激励信号；所述可配置RO-PUF电路用于接收所述随机激励信号，并产生激励响应信号；所述纠错处理模块用于接收所述激励响应信号，采用重复码作为内部编码对所述激励响应信号进行纠错处理后，再采用BCH码作为外部编码对所述激励响应信号纠错处理得到纠错后的激励响应信号；所述第二哈希处理模块用于接收所述纠错后的激励响应信号，并利用轻量级SPONGENT哈希算法对纠错后的激励响应信号进行处理得到最终激励信号。