[发明专利]一种基于EHD印刷电阻技术的强PUF电路设计方法

说明书

本发明公开了一种基于EHD印刷电阻技术的强PUF电路设计方法，具体步骤如下：步骤1：确定打印参数；步骤2：根据步骤1确定的打印参数利用EHD印刷技术在PET基板上打印两组并联电阻；步骤3：将每个电阻的左端接三态门的输出端即右端均接地，三态门的输入端均接高电平，三态门的控制端接控制器的输出端，将两组电阻的中间引出电压与三态门的输入高电平的一半进行比较，比较的结果用运放输出一位的二进制数，即为PUF电路输出。与现有技术相比，本发明所使用材料大多数为有机材料，有着质量轻、寿命长、生产工艺简单的优点，利于可穿戴医疗设备的长期使用，且设计的PUF电路为强PUF电路，具有强物理不可克隆函数特性，保证了电路及信息的安全性。

技术领域

本发明涉及一种基于EHD印刷电阻技术的强PUF电路设计方法，属于可穿戴医疗保健设备的信息安全领域。

背景技术

随着传感器和电子技术的发展，可穿戴式的医疗电子设备越来越多地受到了人们地关注，因为它们可以实时监测人们的健康状况并将数据无线传输到计算设备或云端，由医生根据数据情况发出指令进行检查、报告等操作。数据安全是随着可穿戴设备发展而变得日渐重要的问题，因为它们涉及穿戴者的大量个人信息，通过网络攻击或任何其他不当处理活动造成的安全漏洞可能导致对个人健康状况的错误解释，从而可能导致严重后果。现在也出现了一些针对此类设备的攻击事件，信息安全问题刻不容缓。

物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function, PUF)是一种信息安全保护技术，利用集成电路制造的内在物理偏差作为芯片唯一性的标识码，可以应用于众多信息安全领域。PUF是指利用物理实体本身的物理差异的随机性和唯一性来产生一个不可预测的响应，通过提取芯片制造过程中必然引入的工艺参数偏差，实现激励信号与响应信号唯一对应的函数功能。由于这种函数差异无法复现，因此可以用于实现信息安全领域的身份唯一性认证。

当前的用于可穿戴医疗设备的PUF由于仍处于起步阶段，PUF强度普遍较弱，不能抵御强PUF攻击。可穿戴医疗设备对于PUF电路主要有三个方面要求，首先是可靠性，PUF电路的持续性要好，换句话说就是寿命要长，可供长期使用；其次是材料性质，PUF使用的材料必须对人体无害，而且由于可穿戴设备的形状不一，材料的延展性、可弯曲性要好；其次是安全性，随着可穿戴医疗设备对安全性的要求越来越高，较弱的PUF无法满足一些高机密信息的安全要求，因此需要强PUF来解决安全问题。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，本发明提出了一种基于EHD印刷电阻技术的强PUF电路设计方法，用于解决可穿戴医疗设备的可靠性、材料性和安全性问题。

本发明中主要采用的技术方案为：

一种基于EHD印刷电阻技术的PUF强电路设计方法，具体步骤如下：

步骤1：确定打印电阻的尺寸和电阻材料的掺杂比；

步骤2：根据步骤1确定的打印参数利用EHD印刷技术在PET基板上打印两组并联电阻，每组包括四个并联电阻；

步骤3：将每个电阻的左端接三态门的输出端，右端均接地，所述三态门的输入端均接高电平，所述三态门的控制端接控制器的输出端，且控制器的一个输出端分别控制两组电阻中的一个电阻的三态门，将两组电阻的中间引出电压与三态门的输入高电平的一半进行比较，比较的结果用运放输出一位的二进制数，即为PUF电路输出。

优选地，所述步骤1中所述电阻材料的掺杂比（即为质量比）为：[PEDOT:PSS]:[PMMA]=1：3。

优选地，所述步骤1中电阻的尺寸为：长10mm，宽2mm，高1um。

有益效果：本发明提供一种基于EHD印刷电阻技术的PUF电路设计方法，与现有技术相比，具有如下优点：

（1）本发明所采用的打印电阻有着较长的寿命，利于可穿戴医疗设备的长期使用；