(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211185803.X (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 南方电网数字电网研究院有限公司 地址 510000 广东省广州市黄埔区中新广 州知识城 亿创街1号 406房之86 (72)发明人 李肖博　习伟　刘东奇　严晓浪　 黄凯　姚浩　曹德发　 (74)专利代理 机构 北京高沃 律师事务所 1 1569 专利代理师 韩雪梅 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密 认证方法及系统 (57)摘要 本发明涉及基于物理不可克隆函数的芯片 信息的加密认证方法及系统， 属于芯片信息加 密、 解密领域。 该方法包括： 基于一对相同的环形 振荡器在加工过程中的偏差， 根据多对相同的所 述环形振荡器的特征频率差值生成PUF值； 根据 所述PUF值生成初始密钥； 在总线的两端分别增 加加密函数以及解密函数， 对芯片数据进行加密 解密； 所述加密函数以及所述解密函数均以所述 初始密钥作为保密密钥， 当所述芯片数据输入所 述总线时， 利用所述初始密钥加密， 当所述芯片 数据输出总线时， 利用所述初始密钥解密。 本发 明能够避免芯片信息泄 露。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115277029 A 2022.11.01 CN 115277029 A 1.一种基于物理不可 克隆函数的芯片信息的加密认证方法， 其特 征在于， 包括： 基于一对相同的环形振荡器在加工过程中的偏差， 根据多对相同的所述环形振荡器的 特征频率差值 生成PUF值； 根据所述PUF值 生成初始密钥； 在总线的两端分别增加加密函数以及解密函数， 对芯片数据进行加密解密； 所述加密 函数以及所述解密函数均以所述初始密钥作为保密密钥， 当所述芯片数据输入所述总线 时， 利用所述初始密钥加密， 当所述芯片数据输出总线时， 利用所述初始密钥解密。 2.根据权利要求1所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证方法， 其特征 在于， 所述基于一对相同的环形振荡器在加工过程中的偏差， 根据多对相同的所述环形振 荡器的特 征频率差值 生成PUF值， 具体包括： 向一对相同的环形振荡器输入同样频率的波形 数据； 基于所述环形振荡器在加工过程中的偏差， 根据 所述波形数据生成一对所述环形振荡 器的特征频率差值； 根据多对所述环形振荡器的多个所述特 征频率差值 生成PUF值。 3.根据权利要求2所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证方法， 其特征 在于， 所述 根据多对所述环形振荡器的多个所述特 征频率差值 生成PUF值， 具体包括： 对每个所述特 征频率差值的长度规范化处 理， 生成规范化处 理后的特 征频率差值； 累加多个所述 规范化处 理后的特 征频率差值， 生成PUF值。 4.根据权利要求1所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证方法， 其特征 在于， 所述 根据所述PUF值 生成初始密钥， 具体包括： 将所述PUF值进行哈希SM 3算法运算， 生成25 6比特杂凑值； 选择所述256比特杂凑值的低128比特作为SM4密码算法的初始密钥。 5.一种基于物理不可 克隆函数的芯片信息的加密认证系统， 其特 征在于， 包括： PUF值生成模块， 用于基于一对相同的环形振荡器在加工过程中的偏差， 根据多对相同 的所述环形振荡器的特 征频率差值 生成PUF值； 初始密钥生成模块， 用于根据所述PUF值 生成初始密钥； 加密及解密模块， 用于在总线的两端分别增加加密函数以及解密函数， 对芯片数据进 行加密解密； 所述加密函数以及所述解密函数均以所述初始密钥作为保密密钥， 当所述芯 片数据输入所述总线时， 利用所述初始密钥加密， 当所述芯片数据输出总线时， 利用所述初 始密钥解密。 6.根据权利要求5所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证系统， 其特征 在于， 所述PUF值 生成模块， 具体包括： 波形数据输入单 元， 用于向一对相同的环形振荡器输入同样频率的波形 数据； 特征频率差值生成单元， 用于基于所述环形振荡器在加工过程中的偏差， 根据所述波 形数据生成一对所述环形振荡器的特 征频率差值； PUF值生成单元， 用于根据多对所述环形振荡器的多个所述特 征频率差值 生成PUF值。 7.根据权利要求6所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证系统， 其特征 在于， 所述PUF值 生成单元， 具体包括： 规范化处理子单元， 用于对每个所述特征频率差值的长度规范化处理， 生成规范化处权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115277029 A 2理后的特 征频率差值； PUF值生成子单 元， 用于累加多个所述 规范化处 理后的特 征频率差值， 生成PUF值。 8.根据权利要求5所述的基于物理不可克隆函数的芯片信息的加密认证系统， 其特征 在于， 所述初始密钥生成模块， 具体包括： 哈希SM3算法运算单元， 用于将所述PUF值进行哈希SM 3算法运算， 生成25 6比特杂凑值； 初始密钥生成单元， 用于选择所述256比特杂凑值的低128比特作为SM4密码算法的初 始密钥。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115277029 A 3