物理非克隆功能与3D堆叠的memristor交叉条数组使用自我差异对

科学领域:

• * 固态设备物理学和材料科学.
• * 先进的半导体制造技术.
• *信息安全和密码学.

背景情况:

• * 物理非克隆功能 (PUF) 对于硬件安全至关重要,它依赖于独特的设备变体进行身份验证.
• * 传统的PUF在实现足够的和对抗攻击的强度方面面临挑战.
• * 记忆器技术为新型安全应用提供了有前途的非易失性内存和独特的设备特性.

研究的目的:

• *为了演示一个具有自我差异配对机制的3D堆叠的memristor交叉杆阵列.
• * 使用这个数组作为物理非克隆函数 (PUF) 的随机源.
• * 评估拟议的PUF芯片的性能,稳定性和安全性.

主要方法:

• *使用后端线路工艺制造一个2 × 32 × 32 3D堆叠的memristor交叉杆阵列.
• *对2048 memristor设备的电开关特性进行实验验证.
• * 实施一种使用基尔霍夫当前定律感知当前差异的自我差异配对机制.

主要成果:

• *成功演示了3D记忆器阵列中的自我差异配对机制.
• * 提取设备对设备的变化作为PUF的随机源.
• * 实现了大约6×1019的挑战响应对 (CRP) 空间,并证明了可重配置性.
• *使用NIST测试套件和机器学习攻击模拟验证了稳定性和随机性.

结论:

• * 3D堆叠的memristor交叉杆阵列与自我差异配对为PUFs提供了一个高度有效的随机源.
• * 这种方法通过提供大量的CRP空间和可重配置性,显著提高了加密安全性.
• * 经过验证的对复杂攻击的稳定性强调了这项技术在安全硬件应用中的潜力.