1. 研究目的与意义

物理不可克隆函数(physical unclonable functions, pufs)作为一种全球新兴的信息安全机制，具有低成本、高安全的特点，正在成为主流的信息安全产业的支撑，能够有效解决上述问题。

pufs的本质是一种芯片指纹，该指纹来源于难以控制、无法预测、不可克隆的芯片制造差异，能够抵御针对nvm的物理攻击。

pufs一般被分为强pufs（strong pufs）与弱pufs（weak pufs）两类：强pufs具有指数级的激励响应对（challengeresponse pairs，crps），主要用于安全认证；弱pufs的响应输出数量与电路规模呈正比，主要用于密钥、id等关键信息存储。

2. 课题关键问题和重难点

本课题的关键主要是准确有效地识别、判断并分析这些个体芯片所独有的dnf，系统如果能够采集到每个环形振荡器的频率，即可作为puf的响应值。

对于振荡器单元不多的电路，最直接的方法就是将振荡器的输出引脚连接到示波器上，通过观察示波器的波形逐个地测量每个振荡器所产生的频率，但是对于成千上万个的振荡器，这种测量方式工作量巨大，因此通过采用另外的一种方式，间接地测量震荡频率。

由于ro-puf利用的是每个振荡器频率之间的差别，所以只需要知道两个振荡器频率之间的相对快慢，而不需要知道它们频率的具体精确值，因而我们可以采用计数器来辅助测量两个频率之间的差异。

3. 国内外研究现状（文献综述）

puf是一种能有效抵抗物理攻击行为的密钥产生方法。

与传统的密钥产生方法相比，puf使用激励响应对的形式来形成密钥，激励与响应之间的映射关系仅仅由设备个体在ic制造工程中产生的无法预测、控制和复制的某些细小的物理差异决定。

在实际生产过程中，无论芯片如何设计，在制造过程中，芯片和芯片之间都会表现出细微的差异，即使设计、封装、制造工艺都是完全相同的，这些差异也是不可避免的，因而也不可能同时制造出两块一模一样的芯片，puf也被称作是一种芯片领域的生物特征识别技术，芯片dna技术。

4. 研究方案

1、用奇数个非门设计ro环。

2、在ro环的基础上加上两个二选一数据选择器，两个计数器，一个比较器来达到比较两个频率快慢的目的。

3、对于ropuf的功能测试，分别是稳定性和唯一性的测试，通过对不同fpga相同布线布局和相同fpga不同的布线布局来测试唯一性，通过对温度的测试达到测试稳定性。

5. 工作计划

1.首先我们得先掌握verilog、python等语言，并通过verilog实现对于状态机的设计，就是激励模块，产生激励信号（第三周第四周）2.熟悉spartan-3e开发板及其套件，了解其原理。

（第五周）3.在开发板上实现至少8个ro环的ropuf（第六周第七周）4.对ropuf实行功能测试，即它的稳定性和唯一性，通过对不同fpga相同布线布局和相同fpga不同的布线布局来测试唯一性，通过对温度的测试达到测试稳定性。

（第八周第九周）5.实现ropuf作为芯片dna的设计，完成论文的撰写（第十周）