基于高可靠性RRAM（随机存取存储器）的物理不可克隆函数，支持自动写入技术

《IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems》：Highly Reliable RRAM-Based Physical Unclonable Function With Auto-Write Technique

基于RRAM的物理不可克隆函数（PUF）通过4T2R交叉耦合单元和自动回写技术提升可靠性，实验表明其具有高 uniqueness（50.02%）、均匀性（50.11%）和抗干扰性（通过NIST 800-22测试），工作温度范围-40°C至120°C，电压0.7-1.4V，BER为4.89×10^-7，能效达4.8fJ/ bit。

　　

摘要：

物理不可克隆函数（PUFs）在高度安全的应用中受到了广泛关注，尤其是在物联网（IoT）领域。虽然基于电阻式随机存取存储器（RRAM）的PUF技术在能效和集成密度方面表现出色，但其可靠性仍是一个主要挑战。本文提出了一种高度可靠的基于RRAM的PUF，该技术利用4T2R交叉耦合PUF单元来提取响应信号。此外，还引入了一种自动回写技术，以改善RRAM中的初始电阻不匹配问题，从而提高PUF的可靠性。实验结果表明，所提出的PUF性能优异：唯一性接近理想值（50.02%），均匀性为50.11%，随机性也非常强（通过了NIST 800-22测试）。该设计在宽工作温度范围内（从-40°C到120°C）均表现出稳定的可靠性，并且比特错误率（BER）为4.89×10^-7。此外，在1.1 V电压下，每比特的能耗优化至4.8 fJ，进一步显示了其在能源受限应用中的适用性。