신뢰성 향상을 위한 듀얼 안티퓨즈 OTP 메모리 채택 D-PUF 회로

초록

기존 SRAM 기반 PUF (physical unclonable function)는 난수 생성 및 키교환에 사용된다. SRAM에서 생성된 출력값은 일정하게 유지되어야 하나, 외부 환경에 의해 변화하는 문제가 발생된다. 본 논문은 듀얼 안티퓨즈 OTP (one time programmable) 메모리를 SRAM 기반 PUF에 채택한 새로운 구조의 D-PUF (deterministic PUF) 회로를 제안한다. 제안된 PUF 회로는 SRAM에서 한 번 생성된 출력값을 일정하게 계속 유지시켜 PUF 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.우선, 높은 보안 수준을 갖는 안티퓨즈를 이용하여 OTP 메모리를 구성하였다. SRAM은 크로스 커플 인버터쌍의 미스매치를 이용하여 전원이 들어온 후 초기값을 임의로 생성하고 이를 출력한다. 마스킹된 출력값은 안티퓨즈 OTP ROM(read-only memory)에 난수값으로 프로그램된다. 한번 프로그램된 ROM 값은 되돌려지지도 변화하지도 않는다. 따라서, 제안된 D-PUF 회로는 SRAM의 출력값을 OTP 메모리에 저장시켜 한 번 결정된 PUF 출력값을 계속 유지시킨다.제안된 D-PUF의 출력은 동작 전압 및 온도 변화 등과 같은 외부 환경 변수에 영향을 받지 않아 신뢰성이 향상된다. 따라서, 제안된 D-PUF는 강력한 오류 정정 코드없이 사용하더라도 안정적인 동작을 수행할 수 있다.

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