INTRODUCTION

近幾年來,網路快速發展,在網路的交易也變得十分頻繁,也因此資訊的傳輸也變得很普及,同時許多的相關產品也跟著推出。我們為了避免資料傳輸時會被竊取,所以資料傳輸的保密性顯得十分的重要,但是,如果加密系統沒有辦法產生難以破解的亂數,則資料就算加密後,它的安全性也部會太高,很有機會被破解。因此要在系統中產生穩定且非週期性的隨機亂數,是非常重要的。

然而要真正的產生一組隨機亂數是有挑戰的,由於在產生的過程中,有加入一些人為的手段的話,則很容易讓此亂數經過一定長度後會有週期性的循環,如此一來亂數就會不夠亂而導致保密的效果會大幅地受限,在本文中我們將討論我們如何檢驗我們產生出的亂數是隨機的。

此次研究題目是FinFET PUF。在FinFET PUF的題目中我們利用16nm FinFET 2T RRAM array量測時所觀察到的隨機電報雜訊(RTN)(如圖1所示),並透過後端電路將此RTN放大作成PUF(physical unclonable function)而來產生隨機亂數。由於此雜訊是自然發生且無法透過數學運算破解,因此將大幅地提升系統的保密度。


Fig. 1

心得感想

在許多情況中會需要模擬環境的狀況,例如雜訊、干擾…等影響,而我們再生產出亂數的機制基本上都是透過演算法來處理,然而演算法是透過數學的運算而產生的,因此也可以透過數學的方法來破解。因此用演算法產生出的亂數來保密,是有風險的,但是,透過隨機電報雜訊(RTN)的特性──其雜訊是無法預測的,因此可以自己生產出亂數,而這種方式就不用經過數學運算,也因此不太可能用數學方法破解。透過此專題,我覺得儘管科技的發展十分快速,資訊保密也面臨考驗,但是保密的技術也發展的很快,利用物理的特性產生出可以保護資訊的方法,這是此次專題令我收穫最多之處。