【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及信息安全，特別是涉及一種壓阻式傳感器puf特征值和puf密鑰生成方法。
技術(shù)介紹
1、物理不可克隆功能(physically?unclonable?function，簡(jiǎn)稱puf)具有唯一性、不可復(fù)制性等特點(diǎn)，已經(jīng)成功應(yīng)用于信息安全領(lǐng)域，是一種安全有效的加密技術(shù)。通過(guò)硬件的puf（physical?unclonable?function）物理特征對(duì)硬件進(jìn)行身份管理，并根據(jù)這一特征產(chǎn)生根密鑰。基于puf的密鑰產(chǎn)生技術(shù)使密鑰可以不出設(shè)備，安全性高，另外puf硬件使用成本較低，也適合低成本終端設(shè)備如無(wú)線傳感器設(shè)備。
2、相關(guān)技術(shù)中，puf密鑰技術(shù)在某些大型移動(dòng)終端設(shè)備上已經(jīng)使用，如使用sram、dram初始化后的數(shù)據(jù)值作為puf源數(shù)據(jù)。然而，這一方式不適用小型終端，如傳感器。因此，需要一種能解決傳感器上puf應(yīng)用的有效實(shí)現(xiàn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠解決傳感器上puf的有效實(shí)現(xiàn)方法的壓阻式傳感器puf特征值生成方法、壓阻式傳感器puf密鑰生成方法以及壓阻式傳感器的安全驗(yàn)證方法。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N壓阻式傳感器puf特征值生成方法，包括：
3、步驟a：提供壓阻式傳感器，打開(kāi)所述壓阻式傳感器的電源，所述壓阻式傳感器包括電源、驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整電路和壓阻傳感器結(jié)構(gòu)；所述驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整電路用于調(diào)整輸入所述壓阻式傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓；所述壓阻傳感器結(jié)構(gòu)包括壓力模擬結(jié)構(gòu)和惠斯通電橋，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)用于模擬所述壓阻
4、步驟b：經(jīng)所述驅(qū)動(dòng)電壓調(diào)整電路向所述壓阻式傳感器輸入驅(qū)動(dòng)電壓u1；
5、步驟c1：在驅(qū)動(dòng)電壓u1下，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)模擬m1組外界壓力組，獲得所述壓阻式傳感器在每組外界壓力下的電阻-壓力系數(shù)k，得到m1組電阻-壓力系數(shù)k，每組外界壓力組包括2個(gè)不同的壓力值，每組外界壓力下的電阻為2個(gè)；
6、步驟d：調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電壓，重復(fù)步驟b-步驟c1，直至得到n組驅(qū)動(dòng)電壓下的多個(gè)電阻-壓力系數(shù)k，所述k的數(shù)量為m1+m2+......+mn，其中n和m1-mn均為正整數(shù)；
7、步驟e：將n組所述驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將各個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓下的多個(gè)k值作為響應(yīng)，生成puf特征值。
8、上述壓阻式傳感器puf特征值生成方法，利用壓阻式傳感器在不同驅(qū)動(dòng)電壓下的電阻-壓力系數(shù)k也不同，但不同驅(qū)動(dòng)電壓下k具有唯一且穩(wěn)定的特性，將壓阻式傳感器中的驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將不同壓力下的電阻-壓力系數(shù)作為響應(yīng)，以此生成傳感器的puf特征值，也不需要增加額外的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，降低了puf成本。
9、在其中一個(gè)實(shí)施例中，m1、m2......mn的數(shù)值相同或不同。
10、在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟b后還包括：
11、步驟c2：測(cè)量所述壓阻式傳感器在驅(qū)動(dòng)電壓u1下的初始輸出電壓v0，所述初始輸出電壓v0為向所述壓阻式傳感器額外施加的外界壓力為零的情況下的輸出電壓；
12、所述步驟d為，調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電壓，重復(fù)步驟b、步驟c1和步驟c2，直至得到n組驅(qū)動(dòng)電壓下的n個(gè)所述初始輸出電壓v0，和n組驅(qū)動(dòng)電壓下的多個(gè)電阻-壓力系數(shù)k，所述k的數(shù)量為m1+m2+......+mn；
13、所述步驟d為，將n組所述驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將各個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓下的所述初始輸出電壓v0和多個(gè)k值作為響應(yīng)，生成puf特征值。
14、上述壓阻式傳感器puf特征值生成方法，利用壓阻式傳感器在不同驅(qū)動(dòng)電壓下的電阻-壓力系數(shù)k也不同，但不同驅(qū)動(dòng)電壓下k具有唯一且穩(wěn)定的特性，將壓阻式傳感器中的驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將初始輸出電壓v0和不同壓力下的電阻-壓力系數(shù)作為響應(yīng)，以此生成傳感器的puf特征值，也不需要增加額外的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，降低了puf成本，進(jìn)一步地，增加了響應(yīng)參數(shù)，提高了puf的唯一性和不同傳感器的puf特征值的差異性。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述初始輸出電壓v0=v+-v-，其中v+為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的負(fù)極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的正極的電位，v-為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的正極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的負(fù)極的電位。
15、在其中一個(gè)實(shí)施例中，步驟b后還包括：
16、步驟c3：在向所述壓阻式傳感器施加的外界壓力為零的情況，且驅(qū)動(dòng)電壓u1下，測(cè)量所述壓阻式傳感器輸出電壓端的負(fù)極接地時(shí)，輸出電壓端的正極的電位v+，并測(cè)量所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的正極接地時(shí)，輸出電壓端的負(fù)極的電位v-；
17、所述步驟d為，調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)電壓，重復(fù)步驟b、步驟c1和步驟c3，直至得到n組驅(qū)動(dòng)電壓下的n個(gè)v+和n個(gè)v-，和n組驅(qū)動(dòng)電壓下的多個(gè)電阻-壓力系數(shù)k，所述k的數(shù)量為m1+m2+......+mn；
18、所述步驟e為，將n組所述驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將各個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓下的v+和v-，以及多個(gè)k值作為響應(yīng)，生成puf特征值。
19、上述壓阻式傳感器puf特征值生成方法，利用壓阻式傳感器在不同驅(qū)動(dòng)電壓下的電阻-壓力系數(shù)k也不同，但不同驅(qū)動(dòng)電壓下k具有唯一且穩(wěn)定的特性，將壓阻式傳感器中的驅(qū)動(dòng)電壓作為激勵(lì)，將各個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓下的v+和v-，以及多個(gè)k值作為響應(yīng)，以此生成傳感器的puf特征值，也不需要增加額外的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，降低了puf成本，進(jìn)一步地，增加了響應(yīng)參數(shù)，提高了puf的唯一性和不同傳感器的puf特征值的差異性。
20、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電阻-壓力系數(shù)k=(r2-r1)/(p2-p1)，其中，r1為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為p1時(shí)的電阻，r2為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為p2時(shí)的電阻。
21、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)包括：設(shè)置于所述壓阻式傳感器的空腔結(jié)構(gòu)的振膜端的第一壓力模擬電極；
22、設(shè)置于所述壓阻式傳感器的空腔結(jié)構(gòu)的固定端的第二壓力模擬電極。
23、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)模擬m1組外界壓力組具體為：
24、將所述第一壓力模擬電極和所述第二壓力模擬電極之間的電壓值等效為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力值；
25、通過(guò)調(diào)整所述第一壓力模擬電極和所述第二壓力模擬電極接入的電位和/或電流，模擬所述壓阻式傳感器承受的不同的外界壓力值，得到m1組外界壓力組。
26、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述調(diào)整所述第一壓力模擬電極和所述第二壓力模擬電極接入的電位和/或電流，具體為：
27、將所述第一壓力模擬電極接地，調(diào)整所述第二壓力模擬電極的電位和/或電流；
28、或者，將所述第二壓力模擬電極接地，調(diào)整所述第一壓力模擬電極的電位和/或電流。
29、在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電阻-壓力系數(shù)k=(v輸出2-v輸出1)/(v壓力模擬2-v壓力模擬1)，
30、其中，v壓力模擬1、v壓力模擬2為不同的所述第一壓力模擬電極和所述第二壓力模擬電極之間的電壓值，v輸出1為所述本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種壓阻式傳感器PUF特征值生成方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述PUF特征值生成方法，其特征在于，M1、M2......Mn的數(shù)值相同或不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述PUF特征值生成方法，其特征在于，步驟B后還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述初始輸出電壓V0=V+-V-，其中V+為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的負(fù)極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的正極的電位，V-為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的正極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的負(fù)極的電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述PUF特征值生成方法，其特征在于，步驟B后還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求5任一項(xiàng)所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述電阻-壓力系數(shù)K=(R2-R1)/(P2-P1)，其中，R1為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為P1時(shí)的電阻，R2為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為P2時(shí)的電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)包括：設(shè)置于所述壓阻式傳感器的空腔結(jié)構(gòu)的振
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)模擬M1組外界壓力組具體為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述調(diào)整所述第一壓力模擬電極和所述第二壓力模擬電極接入的電位和/或電流，具體為：
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述電阻-壓力系數(shù)
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述PUF特征值生成方法，其特征在于，所述壓阻式傳感器為MEMS傳感器或NMES傳感器；所述壓阻式傳感器為壓阻式壓力傳感器、壓阻式力傳感器、壓阻式位移傳感器、壓阻式質(zhì)量傳感器、壓阻式應(yīng)變傳感器、壓阻式流量傳感器、壓阻式扭矩傳感器、壓阻式振動(dòng)傳感器、壓阻式液位傳感器、壓阻式陀螺儀、壓阻式氣體傳感器、壓阻式磁力傳感器、壓阻式生物傳感器、壓阻式濕度傳感器、壓阻式溫度傳感器、壓阻式化學(xué)傳感器、壓阻式加速度傳感器或壓阻式慣性傳感器。
12.一種壓阻式傳感器PUF密鑰生成方法，其特征在于，包括：
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述壓阻式傳感器PUF密鑰生成方法，其特征在于，還包括，將所述PUF密鑰存儲(chǔ)于壓阻式傳感器的安全驗(yàn)證設(shè)備中。
14.一種壓阻式傳感器的安全驗(yàn)證方法，其特征在于，包括：
15.一種壓阻式傳感器的安全驗(yàn)證設(shè)備，其特征在于，所述安全驗(yàn)證設(shè)備可采用權(quán)利要求14所述的安全驗(yàn)證方法對(duì)壓阻式傳感器進(jìn)行安全驗(yàn)證，該安全驗(yàn)證設(shè)備包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種壓阻式傳感器puf特征值生成方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述puf特征值生成方法，其特征在于，m1、m2......mn的數(shù)值相同或不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述puf特征值生成方法，其特征在于，步驟b后還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述puf特征值生成方法，其特征在于，所述初始輸出電壓v0=v+-v-，其中v+為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的負(fù)極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的正極的電位，v-為所述壓阻式傳感器的輸出電壓端的正極接地時(shí)，測(cè)得的輸出電壓端的負(fù)極的電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述puf特征值生成方法，其特征在于，步驟b后還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求2至權(quán)利要求5任一項(xiàng)所述puf特征值生成方法，其特征在于，所述電阻-壓力系數(shù)k=(r2-r1)/(p2-p1)，其中，r1為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為p1時(shí)的電阻，r2為所述壓阻式傳感器所承受的外界壓力為p2時(shí)的電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述puf特征值生成方法，其特征在于，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)包括：設(shè)置于所述壓阻式傳感器的空腔結(jié)構(gòu)的振膜端的第一壓力模擬電極；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述puf特征值生成方法，其特征在于，所述壓力模擬結(jié)構(gòu)模擬m1組外界壓力組具體為：
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宓曉宇，吳曉昕，王夢(mèng)欣，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：甬江實(shí)驗(yàn)室，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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