中新社杭州1月14日电 (钱晨菲)记者14日从之江实验室获悉,之江实验室、中国科学院微电子研究所(下称中科院微电子所)联合研究团队在新型架构安全芯片领域取得重要进展。研究团队基于物理不可克隆技术(Physically Unclonable Function,PUF),完成了2款新型硬件安全芯片的设计与验证,芯片相关指标达到国际先进水平。
“目前,用于保护IoT设备的安全技术主要基于软件加密,但存在数据易于被访问、读取、复制甚至篡改等问题。”之江实验室全职双聘副研究员杨建国介绍,“我们从硬件层面来加固芯片安全,因为硬件具有更高的防篡改能力。”
此次取得研究突破的新型硬件安全芯片,主要基于PUF的物理不可克隆特性。“PUF技术相当于给芯片加上了‘指纹’,经特殊技术提取后,可作为芯片的惟一标识信息。这个指纹是与生俱来的,且每一颗芯片都不同。”杨建国说,PUF为不安全环境下的芯片认证和保护设备免受物理攻击提供了一种有效的方法。
其介绍,相较于传统集成电路的PUF,基于阻变存储器RRAM的PUF具有功耗低、面积小、可靠性强、随机性好等特点,可以兼容CMOS工艺,与芯片设计无缝集成,且随机性不随工艺微缩而改变。
面向物联网设备中芯片面积资源和功耗受到严格限制的问题,之江实验室科研团队与中科院微电子研究所、复旦大学、中国工业和信息化部电子第五研究所的研究人员合作提出并验证了基于8层的三维垂直阻变存储器RRAM(VRRAM)的PUF芯片,以3D结构实现芯片的更高效面积资源利用。团队首次设计了面向阻变存储器RRAM的单元原位稳定化电路,使PUF误码率小于0.01%@85℃,在125℃下也可稳定工作。
“通常芯片的工作环境在零下40℃到120℃,经过验证,我们设计的这款芯片已经达到了工业应用级别。”杨建国说。