[发明专利]物理不可克隆功能单元设备的操作方法、包括其的安全设备及操作方法

权利要求书

1.一种安全设备，包括：

物理不可克隆功能(PUF)单元阵列，包括与第一字线连接的多个第一PUF单元；

控制器，配置为选择所述多个第一PUF单元中的目标PUF单元，并输出指示所选择的目标PUF单元的控制信号；

解码器，配置为响应于控制信号而将第一电压施加到第一字线；

位线选择电路，与多条第一位线连接，并配置为输出第一目标电流和第一和电流，第一目标电流经过所述多条第一位线之中的与目标PUF单元连接的位线，第一和电流对应于经过与所述多个第一PUF单元之中的其他PUF单元连接的其余位线的电流之和；以及

比特确定器，配置为基于第一目标电流和第一和电流输出目标PUF单元的目标比特，

其中，安全设备基于目标比特生成安全密钥，用于响应认证请求。

2.根据权利要求1所述的安全设备，其中，所述多个第一PUF单元中的每个包括：

第一晶体管，连接在功率节点与所述多条第一位线中的对应位线之间，并配置为响应于提供给第一字线的第一电压而输出对应的电流。

3.根据权利要求1所述的安全设备，其中，所述多个第一PUF单元中的每个包括第一晶体管和第二晶体管，以及

其中，第一晶体管和第二晶体管串联连接在功率节点与所述多条第一位线中的对应位线之间，并配置为响应于提供给第一字线的第一电压而操作。

4.根据权利要求1所述的安全设备，其中，位线选择电路包括分别与所述多条第一位线连接的多个选择器，以及

其中，选择器中的每个包括：

第一晶体管，连接在所述多条第一位线中的对应位线与从其输出第一目标电流的第一节点之间，并配置为响应于对应的位线选择信号而操作；以及

第二晶体管，连接在所述对应位线与从其输出第一和电流的第二节点之间，并配置为响应于对应的反相位线选择信号而操作。

5.根据权利要求1所述的安全设备，其中，比特确定器包括：

第一转换器，配置为基于给定比率将第一和电流转换成中心值；

第二转换器，配置为将第一目标电流转换成目标值；以及

比较器，配置为比较中心值和目标值以基于比较结果生成目标比特。

6.根据权利要求5所述的安全设备，其中，给定比率对应于所述其他PUF单元的数量。

7.根据权利要求1所述的安全设备，其中，所述其他PUF单元的数量少于所述多个第一PUF单元的数量。

8.根据权利要求1所述的安全设备，其中，PUF单元阵列还包括与第二字线连接并与多条第二位线连接的多个第二PUF单元，

其中，解码器还配置为响应于控制信号将第二电压施加到第二字线，

其中，位线选择电路还配置为输出从所述多个PUF单元经过所述多条第二位线的电流作为第二和电流，以及

其中，比特确定器还配置为将中心值和目标值进行比较以输出目标比特，中心值确定自第一和电流和第二和电流，并且目标值确定自目标电流。

9.根据权利要求1所述的安全设备，其中，控制器包括：

存储器，包括所述多个第一PUF单元中的有效PUF单元的地址信息；

目标PUF单元选择电路，配置为基于地址信息选择有效PUF单元中的目标PUF单元，并输出指示所选择的目标PUF单元的控制信号；以及

安全密钥生成器，配置为接收目标比特，并基于接收到的目标比特输出安全密钥。