【技术实现步骤摘要】
本申请涉及信息安全，尤其涉及一种磁存储器密钥生成方法及磁存储器。
技术介绍
1、磁存储器（magnetic random access memory，mram）是下一代存储器技术的主要候选者之一，mram的翻转概率会随写电压呈单调增长的关系，更高的写电压会更容易使mram写入，然而，针对mram，存在一个临界写电压vc，使得50%左右的mram器件翻转、另外的器件不翻转。因此，在给定全局vc下，某些存储单元的翻转概率很高，另一些却很低，这就使得每次施加vc后，虽然mram整体的翻转概率是50%，但是某些存储单元仍存在着稳定的被写成1或0的倾向，而在芯片内部，这种倾向是确定的，但在相同工艺下制作的同一批的不同芯片之间，这种倾向是无法预测的。基于这些无法预测的倾向生成芯片的“指纹”，为物理不可克隆函数（physical unclonable function，puf）的工作原理。
2、现有技术中，可以通过提取芯片的工艺固有偏差，即芯片内无法预测的倾向生成唯一的密钥，用于身份验证、密钥加密等安全方面，保证信息安全。
3、但是，mram的翻转概率（switch probability，psw）随电压变化的关系对温度比较敏感，难以找到一个稳定的写电压vc使其在较宽的温度区间内始终存在50%左右的翻转概率，导致mram puf实用性较差。
技术实现思路
1、本申请提供一种磁存储器密钥生成方法及磁存储器，用于解决现有mram的psw随电压变化的关系对温度比较敏感，难以找到
2、第一方面，本申请提供一种磁存储器密钥生成方法，所述磁存储器包括物理不可克隆函数puf内置存储器、参考电压缓冲电路和写驱动；所述方法包括：
3、从所述puf内置存储器中获取第一脉冲的幅值和第二脉冲的幅值；所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值之间存在基于磁存储器的工作温度区间确定的电压差；
4、所述参考电压缓冲电路基于参考电压对所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值进行处理，输出两路写入电压；
5、在将所述两路写入电压输入所述写驱动后生成密钥。
6、可选的，所述第一脉冲与所述第二脉冲极性相反；所述电压差基于目标翻转概率函数确定；所述目标翻转概率函数与所述第一脉冲的幅值对应的第一翻转概率函数和所述第二脉冲的幅值对应的第二翻转概率函数有关。
7、可选的，确定所述电压差的过程包括：
8、在磁存储器的翻转概率psw=（50±a）%时，确定所述第一翻转概率函数以及所述第二翻转概率函数；a为正数；
9、基于所述第一翻转概率函数、所述第二翻转概率函数和所述目标翻转概率函数确定目标函数；
10、基于所述目标函数求解电压差。
11、可选的，所述puf内置存储器提前存储所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值；所述第一脉冲的幅值基于所述翻转概率的区间大小和所述磁存储器的翻转概率曲线确定，所述第二脉冲的幅值基于所述第一脉冲的幅值和对应的电压差确定。
12、可选的，所述电压差是基于遍历预设温度区间两端点处温度对应的磁存储器的写入电压并求交集确定的。
13、可选的，所述磁存储器还包括参考电压产生电路；所述参考电压产生电路用于产生参考电压；所述参考电压产生电路为带隙基准电路，所述带隙基准电路产生的参考电压为基准电压；
14、所述参考电压缓冲电路基于所述基准电压对所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值进行处理，输出两路写入电压。
15、可选的，所述磁存储器还包括puf阵列；所述在将所述两路写入电压输入所述写驱动后生成密钥，包括：
16、在将所述两路写入电压输入所述写驱动后，基于所述puf阵列生成密钥。
17、可选的，所述方法还包括：
18、对所述puf阵列初始化后，向所述写驱动输入可重构电压，以基于所述写驱动向所述puf阵列写入数据。
19、可选的，所述磁存储器包括多个存储单元，生成密钥的过程包括：
20、针对磁存储器中的每一存储单元，确定所述存储单元的子密钥；
21、利用预定义算法，对所述多个存储单元对应的子密钥进行处理，得到密钥。
22、第二方面，本申请提供一种磁存储器，所述磁存储器包括：物理不可克隆函数puf内置存储器、参考电压缓冲电路、写驱动和处理器；
23、所述处理器用于从所述puf内置存储器中获取第一脉冲的幅值和第二脉冲的幅值；所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值之间存在基于磁存储器的工作温度区间确定的电压差；
24、所述参考电压缓冲电路用于基于参考电压对所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值进行处理，输出两路写入电压至所述写驱动；
25、所述写驱动用于接收所述两路写入电压，以使所述磁存储器生成密钥。
26、综上所述，本申请提供一种磁存储器密钥生成方法及磁存储器，通过考虑psw随温度的变化的因素，确定在整个工作温度区间均能使psw发生50%左右的翻转概率的两路写入电压，进而可以将确定的两路写入电压输入写驱动后，基于磁存储器生成密钥；其中，双脉冲的关系满足|v2|=|v1|±β，v1为第一脉冲的幅值，v2为第二脉冲的幅值，β是基于磁存储器的工作温度区间确定的电压差；该v1和v2可以提前存储于puf内置存储器中，在生成磁存储器的密钥时可以直接调用；因此，本申请通过采取双脉冲写入方式，以拓宽写电压区间，并且由于这两路写入电压会使50%左右的磁存储器器件发生翻转、另外的器件不翻转，且在一定温度区间内可稳定复现，使得基于这两路写入电压生成的密钥具有良好的稳定性和可靠性，因此磁存储器生成的密钥具有实用性。
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1.一种磁存储器密钥生成方法，其特征在于，所述磁存储器包括物理不可克隆函数PUF内置存储器、参考电压缓冲电路和写驱动；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一脉冲与所述第二脉冲极性相反；所述电压差基于目标翻转概率函数确定；所述目标翻转概率函数与所述第一脉冲的幅值对应的第一翻转概率函数和所述第二脉冲的幅值对应的第二翻转概率函数有关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述电压差的过程包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述PUF内置存储器提前存储所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值；所述第一脉冲的幅值基于所述翻转概率的区间大小和所述磁存储器的翻转概率曲线确定，所述第二脉冲的幅值基于所述第一脉冲的幅值和对应的电压差确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压差是基于遍历预设温度区间两端点处温度对应的磁存储器的写入电压并求交集确定的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁存储器还包括参考电压产生电路；所述参考电压产生电路用于产生参考电压；所述参考电
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磁存储器还包括PUF阵列；所述在将所述两路写入电压输入所述写驱动后生成密钥，包括：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述磁存储器包括多个存储单元，生成密钥的过程包括：
10.一种磁存储器，其特征在于，所述磁存储器包括：物理不可克隆函数PUF内置存储器、参考电压缓冲电路、写驱动和处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种磁存储器密钥生成方法，其特征在于，所述磁存储器包括物理不可克隆函数puf内置存储器、参考电压缓冲电路和写驱动；所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一脉冲与所述第二脉冲极性相反；所述电压差基于目标翻转概率函数确定；所述目标翻转概率函数与所述第一脉冲的幅值对应的第一翻转概率函数和所述第二脉冲的幅值对应的第二翻转概率函数有关。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述电压差的过程包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述puf内置存储器提前存储所述第一脉冲的幅值和所述第二脉冲的幅值；所述第一脉冲的幅值基于所述翻转概率的区间大小和所述磁存储器的翻转概率曲线确定，所述第二脉冲的幅值基于所述第一脉冲的幅值和对应的电压差确定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张中魁，范晓飞，王旻，刘宏喜，王戈飞，
申请(专利权)人：青岛海存微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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