JP5877415B2

Integrated silicon circuit comprising a physically non-reproducible function, and method and system for testing such a circuit

Abstract

This record has no abstract on file.

JP5877415B2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 35

Term

4.3 yearsleft in the term

Expires 10 January 2031.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today
  5. Expires

18 claims: 3 independent, 15 dependent

  1. 1
    回路に固有の署名の生成を可能にするLPUF(Loop Physically Unclonable Function)からなる物理的にコピー不可能な関数を提供するために設計された電子部品を含むシリコン集積回路において、 前記関数が、 トランジスタで構成される1つ以上の遅延素子を有するリング発振手段であって、前記遅延素子は、信号によって横断される経路であるループ(502)として配列され、前記ループは、Nが2以上の整数であるN個のトポロジー的に同一のラグチェーンおよび反転ゲート(503)から形成され、各ラグチェーンは、Mが 1以上の 整数である互いに直列に接続されたM個の遅延素子を含むリング発振手段の実行と、 前記ラグチェーンによって、該ラグチェーンを横断する前記信号に導入される遅延の値を設定するために使用されるN個の制御ワー ドの 生成と、 前記N個の制御ワードの更新後に、最後のラグチェーン(501)の出力における信号の周波数 の 測定と、 前記周波数測定から、前記回路に固有の署名を構成するビット の 推定と を前記シリコン集積回路に実行させる ことを特徴とするシリコン集積回路。
  2. 2
    請求項1に記載の回路において、前記回路は、ASICまたはFPGAであることを特徴とする回路。
  3. 3
    請求項1または2に記載の回路において、前記署名は、暗号化キーとして使用されることを特徴とする回路。
  4. 4
    請求項1または2に記載の回路において、前記署名は、その認証に使用されることを特徴とする回路。
  5. 5
    請求項1~4のいずれか一項に記載の回路において、前記ラグチェーンは、少なくとも2つの異なる経路に従って、それらを横断する信号をステアリングするように構成され、該経路は固有の遅延値を導き、該ステアリングは、制御ワードに属する少なくとも1つのビットによって制御されることを特徴とする回路。
  6. 6
    請求項1~5のいずれか一項に記載の回路において、制御ワードの連結から成るチャレンジワードは、制御モジュール(505)の入力において提示され、該制御モジュールは、前記ラグチェーンを設定するワードに基づいて組み合わせを生成することを特徴とする回路。
  7. 7
    請求項1~6のいずれか一項に記載の回路において、前記署名の前記ビットは、前記制御ワードの様々な組み合わせに関して測定された周波数の順位付けに応じて決定されることを特徴とする回路。
  8. 8
    請求項1~6のいずれか一項に記載の回路において、前記署名の前記ビットは、2つの測定周波数値間の推定差の関数として決定され、測定周波数値は、制御ワードの組み合わせに対応することを特徴とする回路。
  9. 9
    請求項1~6のいずれか一項に記載の回路において、前記署名の前記ビットは、測定された制御ワードの組み合わせの2つの間の周波数差の比率の値に応じて決定されることを特徴とする回路。
  10. 10
    請求項1~9のいずれか一項に記載の回路において、乱数発生器をさらに備え、生成された乱数は、前記制御ワードの組み合わせに対応する周波数が測定される順序の選択に使用されることを特徴とする回路。
  11. 11
    請求項1~10のいずれか一項に記載の回路において、少なくとも1つのパリティビットをさらに含み、該少なくとも1つのパリティビットビットは、誤って生成された前記署名のビットを修正するために使用されることを特徴とする回路。
  12. 12
    請求項1~11のいずれか一項に記載の物理的にコピー不可能な関数LPUFを含む集積回路のテスト方法であって、一連のステップをテスト回路に適用し、選ばれた信頼性レベルで回路に固有の署名を生成するために構成された回路を選択する集積回路のテスト方法において、 BとTのいずれもが少なくとも1である整数であって、テストを設定するためのパラメータTおよびThとして、測定値が蓄積される数に対応するトライアルの数を示すTと信頼できる測定値を得る閾値を示すThとを選択するとともに、前記署名のビット数であり少なくとも所定値HDに等しいハミング距離を有する制御ワードの数でもあるBを選択することと、 署名ビットごとに最大T回までの測定し、該最大T回の測定を対応するビットが不定であるか否かを決定するために累算して、前記回路の前記署名ビットを表す代表的量を測定することと、 前記パラメータThの値から推定された少なくとも1つの値と比較した後に、検出された不定ビット数の関数として前記テスト回路を選択することと を含むことを特徴とする方法。
  13. 13
    請求項12に記載の方法において、回路が選択されない確率を決定することをさらに含み、前記確率は、式:を用いることによって決定され、式中: erf()は、ガウス誤差関数であり;σは、その2乗が前記回路の前記署名ビットを代表する前記量の前記測定の分散であることを特徴とする方法。
  14. 14
    請求項13に記載の方法において、署名ビットごとにエラーの確率を決定することをさらにを含み、前記確率は、式:を用いることによって決定され、式中: erf()は、ガウス誤差関数であり;δ j は、2つの異なる組み合わせの制御ワードの適用に対応する2つの周波数間で測定された周波数差であり;sは、s 2 が測定雑音の分散であるように定義されることを特徴とする方法。
  15. 15
    請求項12~14のいずれか一項に記載の方法において、不定である署名ビットが存在しない場合に回路が選択されることを特徴とする方法。
  16. 16
    請求項12~14のいずれか一項に記載の方法において、テスト回路の前記LPUF機能が、値が前記回路の署名に基づいて決定されるパリティビットに関連し、不定ビットの数が厳密に2より少ない場合に、前記回路が選択されることを特徴とする方法。
  17. 17
    請求項12~16のいずれか一項に記載の方法において、s 2 およびσ 2 の値が、+70°Cに等しい温度、および公称供給電圧に対して5%低い前記回路用の供給電圧に関して測定され(1002)、前記測定フェーズ(1003)は、同じ状況下で行われることを特徴とする方法。
  18. 18
    請求項13~17のいずれか一項に記載の方法を実施するテストシステムにおいて、 ユーザーインターフェース(1104)と、測定プローブ(1106,1107)を制御する機器(1101)とを有するコンピュータ(1105)を含み、 前記プローブは、前記署名ビットを表し、前記テスト回路(1103)によって生成される前記代表的量の測定を集め、 前記コンピュータ(1105)は、前記測定を処理し、該測定を前記インターフェース(1104)に表示する ことを特徴とするテストシステム。
Independent claims18