Reconfigurable and Dynamically Transformable In-Cache-MPUF System With True Randomness Based on the SOT-MRAM

磁阻随机存取存储器 计算机科学 隐藏物 随机数生成 随机性 散列函数 CPU缓存 并行计算 物理不可克隆功能 密码哈希函数 NIST公司 计算机工程 算法 计算机硬件 嵌入式系统 密码学 数学 随机存取存储器 语音识别 统计 计算机安全
作者
Zhengyi Hou,Zhaohao Wang,Chao Wang,Min Wang,You Wang,Xueyan Wang,Cenlin Duan,Jianlei Yang
出处
期刊:IEEE Transactions on Circuits and Systems I-regular Papers [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (7): 2694-2706 被引量:20
标识
DOI:10.1109/tcsi.2022.3168133
摘要

In this paper, we present a reconfigurable Physically Unclonable Functions (PUF) based on the Spin-Orbit-Torque Magnetic Random-Access Memory (SOT-MRAM), which exploits thermal noise as the true dynamic entropy source. Therefore, the MRAM cells could be configured to random final states with stochastic switching mechanism. The proposed PUF is constructed and reconfigured by combining the small-capacity true random number generator (TRNG) and high-reliability secure hash algorithm (SHA-512), realizing the dynamic transformation between SOT-MRAM based last level cache and PUF (In-Cache-MPUF). Thanks to the full reconfigurability and the high endurance of SOT-MRAM, the proposed In-Cache-MPUF can achieve $10^{\textbf {14}}$ maximum PUF bits per cell, which has greatly motivated the implementations compared with the traditional weak PUFs utilizing the static entropy source of process variations. The Monte-Carlo simulation results using 40 nm technology and a compact MTJ model show that the proposed PUF has desirable randomness as the digitized bit streams passing all the NIST tests, achieving 50.0428% uniqueness as well as 49.9236% uniformity. It also shows comparable reliability to the state-of-the-art works: a maximum bit error rate of 0.14% and 0.12% at 100 °C and 0.9 V, respectively. In addition, the system level performance is tested and validated by gem5.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
桐桐的应助被oldrooster采纳,获得10
刚刚
大力帽子发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
不打游戏_完成签到,获得积分10
2秒前
111完成签到,获得积分10
2秒前
快乐晓灵完成签到,获得积分10
3秒前
张效泽发布了新的文献求助10
3秒前
lobster发布了新的文献求助30
3秒前
无言发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
眼圆广志完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
月食完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
吃饭了吗123完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
西洲梦完成签到 ,获得积分10
8秒前
hqh发布了新的文献求助30
8秒前
nianlu完成签到,获得积分10
8秒前
zmh完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
王九日完成签到,获得积分10
9秒前
hahahaa完成签到,获得积分10
10秒前
科研爱好者完成签到 ,获得积分10
11秒前
TianYee完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
11秒前
领导范儿的应助被123采纳,获得10
11秒前
Quenchingstar完成签到,获得积分10
11秒前
勤劳的瑀完成签到,获得积分10
12秒前
AnnChen发布了新的文献求助10
12秒前
无私绝音完成签到,获得积分10
12秒前
搜集达人的应助被Sea采纳,获得10
12秒前
大模型的应助被虎帅采纳,获得10
13秒前
虎帅发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
熙可檬完成签到 ,获得积分10
14秒前
大个的应助被komo采纳,获得10
14秒前
15秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
The Basics of Practical Optimization, Second Edition 600
Practical Nonconvex Nonsmooth Optimization 600
Problems and Solutions for Integer and Combinatorial Optimization: Building Skills in Discrete Optimization 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7979816
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9441814
关于积分的说明 21078232
捐赠科研通 7555128
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3375554
关于科研通互助平台的介绍 2510170
邀请新用户注册赠送积分活动 2408669