[发明专利]基于电平转换器的物理不可克隆函数电路及其控制方法

说明书

本发明提供一种基于电平转换器的物理不可克隆函数电路及其控制方法，所述电路包括：模式控制模块，用于根据控制信号发出模式控制信号，其中模式控制信号包括电平转换模式控制信号和PUF输出模式控制信号；模式切换模块，与模式控制模块相连，模式切换模块用于在接收到电平转换模式控制信号时，输入端的输入信号为第一电压的逻辑信号时，将输入信号移位转换为第二电压的电源电平信号并从输出端输出，在接收到PUF输出模式控制信号时，从输出端输出“0”或“1”的电平信号，以产生物理不可克隆的随机数，其中，第一电压小于第二电压。该电路允许工作模式在电平转换器和PUF之间切换，且可以在电平转换器电路基础上进行改进，结构简单。

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体涉及一种基于电平转换器的物理不可克隆函数电路和一种基于电平转换器的物理不可克隆函数电路的控制方法。

背景技术

在物联网时代，安全和隐私已经引起了人们的广泛关注。在资源有限的物联网设备上实现安全功能所面临的挑战促使研究人员开发更先进、更轻量级的解决方案。

物理不可克隆函数(PUF，Physical Unclonable Function)作为一种新兴的轻量级硬件来防护管理密钥和验证设备安全性，超越了将机密密钥信息存储在非易失性存储器(NVM)中的传统密码算法，越来越多的应用于物联网设备上。

并且，在新一代物联网设备的电子电路设计中，随着低电压逻辑的引入,系统内部常常出现输入/输出逻辑不协调的问题，从而提高了系统设计的复杂性。例如，当1.8V的数字电路与工作在3.3V的模拟电路进行通信时，需要首先解决两种电平的转换问题，这时就需要电平转换器。

相关技术中，一般通过电平转换器和PUF电路分别实现电平转换功能和PUF功能。这无疑会增加物联网设备的硬件设施和结构复杂性。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，本发明的第一个目的提供了一种基于电平转换器的物理不可克隆函数电路，该电路允许工作模式在电平转换器(差分模式输入)和PUF(共模输入)之间切换，且可以在电平转换器电路基础上进行改进，结构简单，即可以通过一个简单电路实现电平转换和PUF功能，提高了相关设备的集成性。

本发明的第二个目的在于提出一种于电平转换器的物理不可克隆函数电路的控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面的实施例提出了一种基于电平转换器的物理不可克隆函数电路，包括：模式控制模块，所述模式控制模块用于接收控制信号，并根据所述控制信号发出模式控制信号，其中所述模式控制信号包括电平转换模式控制信号和PUF输出模式控制信号；模式切换模块，所述模式切换模块与所述模式控制模块相连，所述模式切换模块用于在接收到所述电平转换模式控制信号时，输入端的输入信号为第一电压的逻辑信号时，将所述输入信号移位转换为第二电压的电源电平信号并从输出端输出，在接收到所述PUF输出模式控制信号时，从所述输出端输出“0”或“1”的电平信号，以产生物理不可克隆的随机数，其中，所述第一电压小于所述第二电压。

本发明上述提出的基于电平转换器的物理不可克隆函数电路还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述模式控制模块包括：第一NMOS管，所述第一NMOS管的控制极为信号接收端，所述第一NMOS管的控制极用于接收所述控制信号，所述第一NMOS管的第一极与所述输入端相连，所述第一NMOS管的第二极与所述反相输入端相连。

根据本发明的一个实施例，所述第一NMOS管的导通电压0.3V～0.4V。