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様々なデジタル情報家電に広く利用されているシステムLSIにおいて、システムLSIの内部情報や秘密情報が外部から盗み出される危険性に対して、集積回路の製造ばらつきを固有の物理的特徴とみてIDとして利用するシリコンPUFと呼ばれる技術が注目されている。本研究では、新規な構成で安定したIDを実現可能なPUF回路を実現するための回路技術を提案し、シミュレーションおよび実測により検証を行った。
トランジスタの経年劣化効果について、回路動作に依存した劣化量の正確な見積もりのため、劣化の物理現象をモデル化し、劣化シミュレーションを高速に行う方式を提案した。また、チップ上のランダムな性能ばらつきによって生じる微細な遅延差を検出し、その遅延差をデジタル信号に変換する新規回路を提案し、設計および実測による評価を行った。提案回路はチップ上の二つの回路の遅延差を記憶し、任意回数再生可能な時間差記憶再生回路を備えており、そこからの時間差出力を複数回の時間－デジタル変換により高精細にデジタル信号に変換する構成を採用している。本回路によりチップ上で生じる僅かな時間差をデジタル信号に変換し、IDとして使用できる。さらに、時間差記憶再生回路によって記憶された時間差情報を用いて生成したパルスを用いて、チップ上でクロック信号を生成し、その周波数によってチップIDを生成する方式についても検討を行った。また、回路遅延の差異によるID生成のみでなく別の物理現象によるID生成として、外部に漏洩する磁界から内部の性能差を検出し真贋判定のためのIDとして用いる方法について検討を行い、高感度磁界プローブを用いた磁界マップ検出によるID生成の可能性について検討を行った。
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