TW201225614A - Apparatus and method for generating identification key - Google Patents

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Description

201225614 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明有關一數位安全領域，更特別地係，關於一種為 了電子裝置的安全、嵌入式系統安全、單晶片系統 (System on Chip，SoC)安全、智慧卡安全、通用用戶 識別模組（Universal Subscriber Identity Module ’ USIM)女全等所需，而產生用於編瑪與解碼方法、數位 簽章等的識別金鑰之裝置及方法。
[先前技術] [〇〇〇2]隨著資料導向社會持續前步，個人隱私的保護的需求已 逐漸增加。因此，本質需要利用資訊加密與解密，以建 構安全資訊傳輪的安全系統技術，而且是重要的技術。 [_3]在先進的資料導向社會中，隨著高效能電腦，使用嵌入 式系統、或單晶片系統（SoC)形式的電腦裝置已快速增加 例如諸如射頻識別（Radi〇_FreqUency iDenti_ 1 Cat 1 〇n RF1D)、一智慧卡、一通用用戶識別模組 (USIM)次性密瑪（One-Time Password，OTP)等的 電腦裝置已廣泛流行。 、 [0004] 100106601 了在電腦裝置建構安全系統，可使用供加密與解密演 算法或獨特識別的加密金餘。加密金錄或獨特識別以下 將稱為識別金輪。識別金餘主要取決於可安全加密的 外部產生虛鍵隨機碼（Pseudo Random Number · PRN) 的方法且將虛擬隨機碼儲存在非揮發性記憶體，諸如 &閃βϋ體、電子抹除式可編程唯讀記憶體
CaUy Erasable Erogrammable Read- 第3頁/共34頁 表單編號A0101 1003225624-0 201225614
Only Memory ， EEPROM)等。 [0005] [0006] [0007] [0008] [0009] [0010] 100106601 關於儲存在電腦裝置的識別金鑰，最近已發生諸如旁通 道攻擊、逆向工輕攻擊等的各種不同形態攻擊。要防止 這類攻擊’物理不可複製函數（Physical Unclonable PunetiGn ’ PUF)技術已發展成為安全性產生及儲存識別 金錄之一方法。 P U F為供利用存在於電子系統的微妙實際特性差異以產生 識別金錄’及維持或儲存產生的識別金鑰之技術，識別 金鑰在此亦稱為硬體指紋。 為了將PUF當作識別金鑰使用，首先，應有充份產生識別 金錄的隨機性；其次，產生的識別金鑰值應不受時間流 或使用環境的變化而改變。 不過’傳統技術的問題係不容易獲得充份的隨機性，且 由於根據時間流的實際特徵變化或由於使用環境變化， 產生識別金鑰的改變，這些問題尚未解決。 【發明内容】 為了透過半導體製程產生一實際亂數值，然後發展一物 理不可複製函數（PUF)技術，以提供一旦產生後不會隨時 間變化的值’及將PUF技術當作識別金鑰使用，本發明之 一態樣提供用於產生識別金鑰之裝置及方法。 本發明之一態樣亦提供用於產生識別金鑰之裝置與方法 ’其可概率保證數位值形式的識別金鑰的〇數位值與1數 位值間的平衡。 本發明之一態樣亦提供用於產生識別金鑰以組態PUF之一 表單編號A0101 第4頁/共34頁 1003225624-0 [0011] 201225614 裝置與方法，識別金餘能以相當低成本製造、簡單製造 、實際無法複製的識別金餘，因此不易受外部攻擊。 [0012]根據本發明之一態樣，提供一產生識別金錄裝置，其藉 由意欲違背在半導體製程期間提供的設計規則，概率性 判斷在構成電路的節點間是否發生短路，以產生識別金 餘。 闺減本發狀-雜，提供㈣產生朗錢之—褒置 ，其包括：-識別金鑰產生器，基於一接點或一穿孔(在 〇 I導體晶片中用來電連接傳導層）是否使傳導層短路，以 產生一識別金鑰；及一識別金鑰讀取器，藉由讀取該接 點或該穿孔是否使傳導層短路，以讀取該識別金鑰。 [0014]識別金鑰產生器可包括一電路，其包含—接點或—穿孔 ’其意欲設計上係等於或小於在半導體製程期間提供的 設計規則所決定的尺寸。意欲設計上減少的接點或穿孔 可概率性判斷在傳導層間是否短路。 D剛2建立接點或穿孔是錢傳導層短路的判斷後’可產生 、有根據時間流或根據使用環境不變特徵的判斷結果值 [0016] 100106601 ^生器可設定接點尺寸或穿孔尺寸，以便接點或穿 *傳導層短路的機率、與接點或穿孔 短路的機率;^ 數位值表示Q 料生器所產生 的機率可=矣 的識別魏產生器所產生數位值 於⑽樣表示1/2，其中在以下，機率的1/2係相當 表單蝙號A〇l〇1 1003225624-0 201225614 [0017] 識別金鑰產生器可包括一電路，以利用單接點或單穿孔 連接單獨一對傳導層以產生1位元數位值；且可利用N電 路產生一 N位元識別金鑰。 [0018] 當構成由識別金鑰產生器所產生N位元識別金鑰的一數位 值表示0的機率、與構成由識別金鑰產生器所產生N位元 識別金鑰的一數位值表示1的機率不同，接近1/2時，可 減少產生識別金鑰的隨機性。 [0019] 根據本發明之一態樣，為了要確保產生識別金鑰的隨機 性，可更包括用以處理識別金鑰之一識別金鑰處理單元 〇 [0020] 一種用於產生識別金鑰之裝置可包括識別金鑰處理單元 ，以處理該識別金鑰，其係藉由：接收經由識別金鑰讀 取器所讀取識別金鑰的輸入；基於k位元，將構成識別 金鑰的數位值分群組、及產生複數個數位值群組；比較 在複數個數位值群組中的第一群組與第二群組；及當第 一群組中包括的一值（含有k數位位元）大於第二群組中包 括的一值（含有k數位位元），一數位值則決定為1，其中 該數位值代表第一群組與第二群組。 [0021] 理想地係，當產生0的機率與產生1的機率同樣表示1/2時 ，產生識別金鑰的隨機性可確保最大，不過，可能非常 不容易實際達成。因此，當兩群組係以基於k位元的分 群組比較時，雖然產生0的機率與產生1的機率係不同同 樣表示1/2，但是兩群組可在相等情況下，且因此第一群 組具有比第二群組更大值的機率、與第一群組具有比第 100106601 表單編號A0101 第6頁/共34頁 1003225624-0 201225614 二群組更小值的機率可變成相等。 [0022] 第一群組與第二群組可具有相等值，且在此範例中，代 表第一群組與（或）第二群組的數位值可認為是1或0的任 一者、或不決定。如此，在用於產生識別金鑰的裝置中 ，即使當產生0的機率與產生1的機率不同，同樣表示1/2 ，產生0的機率與產生1的機率最終可透過識別處理單元 而相等，藉此可確保隨機性。 [0023] 為了要在產生識別金鑰的裝置（包括識別金鑰處理單元） 上產生一Μ位元識別金鑰，當基於k位元執行一群組時， 可能需要產生Μ X k位元。不過，當第一群組與第二群組 的值相等時，一代表值可不決定t次，如此一電路可組態 成產生比Μ X k位元更足夠的位元數。 [0024] 根據本發明之一態樣，提供用於產生一識別金鑰的裝置 ，該裝置包括：一識別金鑰產生器，其在半導體傳導層 間具有一間隔，該識別金鑰產生器係基於半導體傳導層 間是否發生短路，以產生一識別金鑰；及一識別金鑰讀 取器，其藉由讀取在傳導層間是否發生短路，以讀取識 別金鑰，其中在半導體傳導層間的間隔可設定成一尺寸 ，其違背在半導體製程期間提供的設計規則。 [0025] 識別金鑰產生器在半導體傳導層間可具有間隔，以在半 導體傳導層間發生短路的機率、與在半導體傳導層間不 會發生短路的機率之間具有差異，且在一預定誤差範圍 内。 [0026] 根據本發明之一態樣，亦提供產生一識別金鑰的方法， 1003225624-0 100106601 表單編號A0101 第7頁/共34頁 201225614 該方法包括：藉由意欲違背半導體製程期間提供的設計 規則，概率性判斷在構成電路的節點間是否發生短路， 以產生一識別金鑰；及藉由讀取在構成電路的節點間是 否發生短路，以讀取該識別金鑰。 [0027] 根據本發明之一態樣，亦提供產生識別金鑰的方法，該 方法包括：產生識別金鑰，其在半導體傳導層間具有一 間隔，且基於在半導體傳導層間是否發生短路；及藉由 讀取在傳導層間是否發生短路，以讀取識別金鑰，其中 在半導體傳導層間的間隔係設定成一尺寸’其這背在半 導體製程期間提供的設計規則。 [0028] 發明效益 [0029] 根據本發明的具體實施例，提供一裝置及一方法供產生 高度可靠的識別金鑰，由於識別金鑰係透過半導體製程 任意產生，且一旦產生識別金鑰值，就不會變化。 [0030] 根據本發明的具體實施例，提供一裝置及一方法，供產 生識別金鑰，其可概率保證數位值形式的識別金鑰中的 數位值0與數位值1間的平衡，藉此可確保隨機性。 [0031] 根據本發明的具體實施例，提供產生一裝置與一方法， 以供產生能以相當低成本製造、簡單製造、實際無法複 製的識別金鑰，因此不易受外部攻擊。 【實施方式】 [0032] 以下將參考本發明的示範性具體實施例，連同附圖的範 例，其中相同參考數字表示類似元件。下面描述的示範 性具體實施例將參考附圖解釋本發明。 100106601 表單編號A0101 第8頁/共34頁 1003225624-0
201225614 L0033J
[0034] [0035] 圖1為示例性說明供根據本發明之一具體實施例以產生識 別金鑰裝置（100)圖。 一識別金鑰產生器（110)可透過半導體製程產生一識別金 鑰，其不會隨時間流變化，且該識別金鑰可任意產生， 不過，不會隨時間流變化。 識別金鑰產生器（110)產生的識別金鑰可對應例如一N位 元數位值，其中N是自然數。 [0036]
[0037] [0038] G [0039] 產生可靠識別金鑰的最重要因素可為產生識別金鑰的隨 機性、與不會隨時間流變化的識別金鑰不變性。 識別金鑰產生器（110)可組態成具有在半導體製程產生的 節點間是否發生短路的隨機性，且在節點間是否發生短 路不會隨時間流或使用環境而變化，因此一旦，產生識 別金鑰不會變化。 識別金鑰產生器（110)可基於傳導層（例如金屬層）是否由 在半導體製程期間產生的傳導層間形成的一接點或一穿 孔發生短路，以產生識別金鑰。 接點或穿孔可設計成連接傳導層，且接點尺寸或穿孔尺 寸可普遍決定傳導層間是否短路。一普通的設計規則可 決定最小的接點或穿孔的尺寸，以保證在傳導層間的短 路。 不過，在根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產生器 (110)組態中，接點的尺寸或穿孔的尺寸可決定為小於設 計規則決定的尺寸，藉使接點的部份或穿孔的部份可使 100106601 表單編號A0101 第9頁/共34頁 1003225624-0 [0040] 201225614 傳導層短路，且接點的另一部份或穿孔的另一部份可不 使傳導層短路。在此，可概率性判斷是否發生短路。 [0041] 在一傳統半導體製程中，當一接點或一穿孔未使傳導層 短路，該製程便認為失敗，不過，可用於產生具有亂數 的識別金鑰。 [0042] 設定根據上述具體實施例的接點尺寸或穿孔尺寸將參考 圖2與圖3深入描述。 [0043} 根據本發明的另一具體實施例，在半導體製程期間，藉 由概率性判斷是否在傳導線路間發生短路、藉由意欲決 定在傳導線路間的間隔是否小於設計規則所決定的尺寸 ，識別金鑰產生器（11 0 )可產生具有隨機性的一識別金鑰 〇 [0044] 上述具體實施例可用來在傳統半導體製程期間，藉由意 欲違背設計規則以產生一任意識別金鑰，其可保證傳導 線路間的空隙，即是大於一預定程度的間隔。 [0045] 在傳導線路間的間隔設定係參可圖4深入描述。 [0046] 識別金鑰產生器（1 1 0 )可電產生根據上述本發明具體實施 例的產生識別金鑰。一接點或一穿孔是否在傳導層發生 短路、或在傳導線路間是否發生短路可利用一讀取電晶 體加以識別，其組態將參考圖6深入描述。 [0047] 在使用接點或穿孔尺寸調整的具體實施例中，即使當藉 由調整接點或穿孔的尺寸，使傳導層短路的接點或穿孔 之比率、與不使傳導層短路的接點或穿孔之比率可調整 100106601 表單編號A0101 第10頁/共34頁 1003225624-0 201225614 ' 成具有同樣機率等於1/2，在短路發生情況（例如，0數位 值）與在相對情況（例如，1數位值）的整個相等比率可能 概率式地不容易保證。 [0048] 即是，當接點或穿孔的尺寸變成接近設計規則的決定值 時，短路發生的機率會變成較高，相反地係，當接點或 穿孔的尺寸變成小於設計規則的決定值時，短路不會發 生的機率會變成較高。當短路發生的機率、與短路不發 生的機率之任一者變成較高時，可減少產生識別金鑰的 ❹ 隨機性。 [0049] 相同的問題可能發生在調整如上述傳導線路間的間隔的 具體實施例中。 [0050] 因此，用於產生識別金鑰的裝置（100)可更包括識別金鑰 處理單元（130)，以處理該識別金鑰產生器（110)產生的 識別金鑰，藉此增加亂數。 [0051] 識別金鑰處理單元（130)的操作將參考圖7深入描述。 〇 [〇〇52] 圖2為描述根據本發明之一具體實施例的識別金鑰組態圖 [0053] 在圖2，其示例性說明在半導體製程期間，在金屬（1)層 (202)與金屬（2)層（201)間形成的穿孔組態。 [0054] 在穿孔設定成如設計規則決定的足夠大尺寸的一群組 (210)中，所有穿孔可使金屬（1)層（202)與金屬（2)層 (201)短路，且是否發生短路可如0數位值所示。 [0055] 在穿孔設定成小尺寸的一群組（230)中，所有穿孔不會使 100106601 表單編號Α0101 第11頁/共34頁 1003225624-0 201225614 金屬（1)層（202)與金屬（2)層（201)短路。在此，是否 發生短路能以1數位值表示。 [0056] 在穿孔設定成在群組（210)尺寸與群組（230)尺寸之間的 中間尺寸的一群組（220)中，穿孔的一部分可使金屬（i) 層（202)與金屬（2)層（201)短路，且穿孔的另一部份不 會使金屬（1)層（202)與金屬（2)層（201)短路。 [0057] 類似群組（220)，識別金鑰產生器（11〇)可藉由設定穿孔 的尺寸加以組態，以便穿孔的部份可使金屬（1)層（2〇2) 與金屬（2)層（201)短路，且穿孔的另一部份不會使金屬 (1)層（202)與金屬（2)層（201)短路。 [0058] 有關穿孔尺寸的設計規則可能不同，此取決於半導體製 程。例如，當在0. 18 /im(微米）的互補金屬氧化半導體 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor » CMOS)製程期間’穿孔的設計規則設定成0 25 /zm(微米） ’識別金鑰產生器（110)可將穿孔的尺寸設定為〇. 19以 m(微米）’藉此促使概率性判斷金屬層間是否發生短路。 [0059] 有關是否發生短路機率分佈的短路發生之理想機率可表 示50%機率。識別金鑰產生器（110)可藉由將穿孔的尺寸 δ又疋成儘可能接近5 〇 %的機率分佈而加以組態。在設定穿 孔的尺寸中’穿孔的尺寸可藉由基於製程的實驗加以決 定。 [0060]圖3為描述根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產生器 組態之曲線圖。 [0061] 如曲線圖所示’當穿孔的尺寸變得愈大，在金屬層間發 100106601 表單編號Α0101 第12頁/共34頁 1003225624-0 201225614 [0062] [0063]
[0064] [0065] [0066] Ο [0067] [0068] [0069] 100106601 生短路機率可能接近1。設計規則決定的第孔尺寸可也符 合Sd，其為足以在金屬層間產生短路的值° Sm可為是否在金屬層間發生短路機率理論上符合0.5的穿 孔尺寸。基於製裎，Sm可具有不同值，立一類似值可經 由實驗發現，不過，正確的Sm可能不容易發現。 在識別金鑰產生器（110)中，基於一特定的實驗’在金屬 層間是否發生短路可設定成〇. 5，在具有預定允許誤差的 Sxl (未在圖顯示）與Sx2(未在圖顯示）的範圍内。在此’ Sxl與Sx2可能接近顯示的sx，且可符合具有預定邊際 的大小。 圖4為描述根據本發明之一具體實施例的識別金錄產生器 組態圖。 根據本發明的另一具體實施例，藉由調整在金屬線路間 的間隔，可概率性判斷是否在金屬線路間發生短路。 在金屬線路間的間隔設定太窄無法避免金屬線路間短路 的群組（410)中，短路可能發生在所有情況的金屬線路 間。 在金屬線路間的間隔設定成非常大的-群組（43〇)中，短 路不可能發生在付情―金屬線路間。
群組（420) ’識別金錄產生 線路間概率祕，錢㈣線H 短路，且金屬線的另1份不會短路。 的。P 類似 圖5為 示例性說明可在半導體層 表單編號A0101 第13頁/共34頁 部份可 上形成的接點陣列或穿孔 1003225624-0 201225614 陣列，以藉由根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產 生器（110)產生識別金鑰的圖。 [0070] 在圖5，其示例性說明在半導體基體上分層的金屬層間所 形成的穿孔組態，該穿孔包括寬度Μ穿孔（或水平排列）與 長度Ν穿孔（或垂直排列），即是，整個Ν X Μ穿孔，其中 Μ與Ν是自然數。 [0071] 識別金鑰產生器（110)可基於Ν X Μ穿孔之每一者是否 使金屬層短路（0數位值）、或不使金屬層短路（1數位值） ，以產生一Ν X Μ位元識別金鑰。 [0072] 識別金鑰讀取器（120)可讀取產生的Ν X Μ位元識別金鑰 〇 [0073] 圖6為示例性說明根據本發明之一具體實施例的識別金鑰 產生器（120)的電路組態圖。 [0074] 識別金鑰產生器（1 20 )可利用在參考電壓VDD與接電間 的一讀取電晶體加以識別。 [0075] 在包括一下拉電路的圖6範例中，當識別金鑰產生器 (110)中的分開穿孔使金屬層短路時，一輸出值可表示0 ，且當一分開的穿孔不使金屬層短路時，一輸出值表示1 ，藉使識別金鑰產生器（110)可產生一識別金鑰。有關下 拉電路的描述顯然延伸到包括一上拉電路的組態範例， 如此在此嗜略其詳細描述。 [0076] 一識別金鑰可利用金屬線路間的短路，在具體實施例中 同樣產生。 100106601 表單編號Α0101 第14頁/共34頁 1003225624-0
201225614 LUUYYJ
[0078] [0079] Ο [0080] [0081]
[0082] [0083] 雖然圖6的識別金鑰產生器（1 20 )組態的一示範性具體實 施例已顯示及描述，但是本發明不應偈限於部分示範性 具體實施例。 因此，在藉由決定識別金鑰產生器（110)的金屬層間或金 屬線路間是否發生短路以產生一數位值的組態情況中， 可進行各種不同修改與變化，不致悖離本發明的精神或 範疇。 識別金鑰產生器（110)產生的識別金鑰可傳送及儲存在識 別金鑰讀取器（120)。識別金鑰讀取器（120)相當於一暫 存器或一正反器（未在圖顯示），其可接收產生的識別金 鑰的輸入，及可儲存產生的識別金鑰。 可讀取及儲存產生的識別金鑰之暫存器或正反器、以及 類似暫存器或正反器的其他組態在以下係構成識別金鑰 讀取器（120)，而不需任何進一步描述。 圖7為藉由根據本發明之一具體實施例的一識別金鑰處理 單元以處理識別金鍮的程序圖。 識別金鑰處理單元（130)可基於一預定數目，將識別金鑰 產生器（110)產生的N X Μ位元數位值分組。 雖然數位值的概念分群組已參考圖7描述，但是本發明並 未侷限於描述的示範性具體實施例。包括暫存器或正反 器的識別金鑰讀取器（120)可將暫存器或正反器分群組。 所屬技術領域專業人士可容易應用這些示範性具體實施 例；如此，示範性具體實施例不應認為悖離本發明的範 轉。 100106601 表單編號Α0101 第15頁/共34頁 1003225624-0 201225614 [0084] 在圖7 ’四個數位值組成一群組。 [0085] 識別金鑰處理單元（130)可比較一群組（71〇)與一群組 (720)之每一者產生的4位元數位值。當群組（71〇)的4位 元數位值大於群組（720)的4位元數位值時，代表群組 (710)與群組（720)的數位值可決定為1。 [0086] 相反地’當群組（710)的4位元數位值小於群組（720)的4 位几數位值時，代表群組（71〇)與群組（72〇)的數位值可 決定為0。 [0087] 同時，當群組（720)的4位元數位值大於群組（71〇)的4位 元數位值時，代表性的數位值可決定為i。 [0088] 當群組（710)的4位元數位值等於群組（720)的4位元數位 值時’代表性的數位值可決定為1與〇之一者、或不決定 〇 [0089] 利用此方案，利用一群組（730)與一群組（740)等的比較 ’藉由產生代表性數位值’最終可利用產生的識別金輪 決定一識別金鑰。 [〇〇9〇] 上述可構成處理識別金鑰以增加識別金鑰隨機性之程序 〇 [0091]在識別金鑰產生器（11〇)中，當發生短路的比率（〇數位值 )、與不發生短路的比率（1數位值）不同時，在〇與1間的 平衡不可能有時執行。在此’有關每一位元的產生1的機 率、與產生0的機率可不同於50%。不過’由於兩群組相 等’所以兩群組之一者可具有數位值大於兩群組之另— 100106601 表單塢號A0101 第16頁/共34頁 1003225624 201225614 者的機率可符合50%。因此，在0與1間的概率性平衡可透 過上述程序加以執行。 [0092] 當最初產生的識別金鑰符合Ν X Μ位元時，由於新的1位 元數位值可利用8位元數位值決定，所以最終可由識別金 鑰處理單元（130)決定的識別金鑰可符合Ν X Μ / 8位元 〇 [0093] 上述有關分群組的程序、或藉由識別金鑰處理單元（130) 處理識別金鑰的程序未侷限於示範性具體實施例，且可 達成用於維持0數位值與1數位值間平衡之處理識別金鑰 程序的各種修改與變化，不致悖離本發明的精神或範疇 [0094] 識別金鑰產生器（110)產生、及識別金鑰處理單元（130) 決定的新識別金鑰可據有隨機性，且可變成可靠值，一 旦產生，理論上會持續沒有變化。 [0095] 根據本發明的具體實施例，根據時間流不會變化之具有 ^ 亂數特徵的可靠識別金鑰能夠以相當低的製造成本容易 製造。 [0096] 在半導體製程期間，可產生任意識別金鑰，且在完成製 程後，識別金鑰不會變化，如此在傳統方案中，可不需 要外部輸入識別金鑰至非揮發性記憶體的程序。因此， 不存在外部輸入與輸出識別金鑰的程序，且當半導體晶 片的設計圖洩漏時，識別金鑰可基於製程期間的實際特 徵差異而產生，且不可複製，具有非常優良的安全性。 而且，由於不需要非揮發性記憶體的製程，所以可減少 100106601 表單編號 A0101 第 17 頁/共 34 頁 1003225624-0 201225614 製造成本。 [0097] 圖8為示例性說明根據本發明之一具體實施例產生識別金 鑰的方法圖。 [0098] 在步驟（810)，識別金鑰產生器（110)可產生一識別金鑰 〇 [0099] 識別金鑰產生器（11 0 )可組態成具有在半導體製程期間產 生的節點間是否發生短路的隨機性，而且在節點間是否 發生短路的特徵可實際無變化，因此一旦產生識別金鑰 ，就不會變化。 [0100] 識別金鑰產生器（11 0)可基於在半導體製程期間產生的傳 導層間形成的接點或穿孔間是否發生短路，以產生識別 金鑰。設定接點的尺寸或穿孔的尺寸係如上面參考圖2與 圖3描述。 [0101] 識別金鑰產生器（110)可在半導體製程期間調整在傳導線 路間的間隔，以便傳導線路的一部份短路，且傳導性線 路的另一部份不會短路，藉此產生具有隨機性的一識別 金鑰。具體實施例係如上面參考圖4至6描述。 [0102] 在步驟（820)，識別金鑰讀取器（120)可利用一暫存器或 一正反器儲存產生的識別金鑰。在產生識別金鑰及讀取 識別金鑰中，接點或穿孔是否使傳導層或傳導線路短路 可利用一讀取電晶體加以識別，如參考圖6的描述。 [0103] 在步驟（830)，識別金鑰處理單元（130)可處理由識別金 鑰產生器（110)產生的識別金鑰，藉此保證隨機性。 100106601 表單編號A0101 第18頁/共34頁 1003225624-0 201225614 LU1U4J處理識別金鑰的程序係如上述圖7所示。 [0105] 本發明的上述示範性具體實施例可記錄在非暫時電腦可 讀媒體，包括實施電腦具體實施的各種不同操作。媒體 亦可包括（單獨或結合）程式指令、資料檔案資料結構 等。非暫時電腦可讀媒體的範例包括磁性媒體，諸如硬 碟、磁片與磁帶；光學媒體，諸如CD R〇M光碟與dvd ; 磁性光碟媒體，諸如光碟；及特別組態成儲存及執行程 式指令的硬體裝置，諸如唯讀記憶體（Read〜〇niy 0 Memory，R0M)、隨意存取記憶體（Random Aeeess
Memory，RAM)、快閃記憶體等。程式指令的範例包括機 器碼（諸如由編譯器產生）與檔案（包含高階程式碼）二者 ，其可由利用直譯器的電腦能執行。描述的硬體裝置可 配置成擔任一或多個軟體模組，以執行上述本發明示範 性具體實施例的操作，或反之亦然。 [0106] 雖然本發明的一些示範性具體實施例已顯示及描述，但 是本發明並未侷限於描述的示範性具體實施例。相反的 Ο ，所屬技術領域專業人士應瞭解，這些示模範具體實施 例可修改，不致悖離本發明的精神與原理，且是在文後 申請專利範圍及其等效的範_内。 【圖式簡單說明】 [0107] 本發明的這些及/或其他態樣、特徵與效益可從下列連同 附圖的描述示範性具體實施例而變得更明白： [0108] 圖1為示例性說明供產生根據本發明之一具體實施例的識 別金鑰裝置圖； 100106601 表單編號A0101 第19頁/共34頁 1003225624-0 201225614 [0109] 圖2為描述根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產生器 組態圖； [0110] [0111] [0112] [0113] [0114] [0115] [0116] [0117] [0118] [0119] [0120] 圖3為描述根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產生器 組態之曲線圖； 圖4為描述根據本發明之一具體實施例的識別金鑰產生器 組態圖； 圖5為示例性說明藉由根據本發明之一具體實施例的識別 金鑰產生器，以產生識別金鑰之接點陣列或穿孔陣列圖 1 圖6為示例性說明利用本發明之一具體實施例的圖5之接 點陣列與穿孔陣列，以產生識別金鑰的識別金鑰產生器 組態圖； 圖7為描述藉由根據本發明之一具體實施例的識別金鑰處 理單元，以處理該識別金鑰的製程圖；及 圖8為示例性說明根據本發明之一具體實施例的產生識別 金鎗之方法圖。 【主要元件符號說明】 100識別金鑰裝置 110識別金鑰產生器 120識別金鑰讀取器 130識別金鑰處理單元 201金屬層 100106601 表單編號A0101 第20頁/共34頁 1003225624-0 201225614 Lum」 [0122] [0123] [0124} [0125] [0126] [0127] 202金屬層 210、220、230 群組 410、420、430 群組 710、720、730、740 群組 810產生識別金鑰 820讀取識別金鑰 830處理識別金鑰
100106601 表單編號A0101 第21頁/共34頁 1003225624-0

Claims (1)

  1. 201225614 七、申請專利範圍： 1 . 一種用於產生一識別金鑰之裝置，該裝置包括：一識別金 鑰產生器，其藉由意欲違背半導體製程期間提供的設計規 則，概率性判斷構成電路的節點間是否發生短路，以產生 一識別金鑰；及一識別金鑰讀取器，其藉由讀取在構成電 路的節點間是否發生短路，以讀取該識別金鑰。 2.如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該等構成電路的 節點係對應半導體的傳導層；及該識別金鑰產生器係基於 在半導體傳導層間形成的一接點或一穿孔是否在傳導層短 路，以產生識別金鑰。 3 .如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該識別金鑰讀取 器藉由讀取接點或穿孔是否使傳導層短路以讀取識別金鑰 〇 4.如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該在半導體傳導 層間形成的接點或穿孔係配置成小於在半導體製程期間提 供的設計規則決定的尺寸。 5 .如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中該識別金鑰產生 器具有接點或穿孔的尺寸，以在半導體傳導層間形成的接 點或穿孔使傳導層短路的機率、與接點或穿孔不會使傳導 層短路的機率之間具有差異，且在一預定誤差範圍内。 6 .如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中該識別金鑰產生 器具有N單位組態，以產生1位元數位值，其利用單一接點 或單一穿孔連接一對傳導層，藉此產生利用N單位結構的N 位元識別金鑰，其中N是自然數。 7 .如申請專利範圍第6項所述之裝置，其更包括：一識別金 100106601 表單編號A0101 第22頁/共34頁 1003225624-0 201225614 鑰處理單元，以處理該識別金鑰，其係藉由：接收由—識 别金錄讀取器所讀取的一N位元數位值的輸入、基於k位元 以分群組N位元數位值、比較在複數個分群組中的第一群 組與第二群組、及當包括第一群組中所包含1^數位位元的 值係大於包括第二群組中所包含k數位位元的值時，將數 位值決定為1，其中該數位值代表第一群組與第二群組， 且k為自然數。 .如申請專利範圍第7項所述之裝置，其中當包括第一群組 中所包含的k數位位元值等於包括第二群組中所包含的1^數 位位兀值時，選擇性基於設定值，該識別金鑰處理單元可 將代表第一群組與第二群組的數位值決定為丨與〇之一者； 或者’不決定代表第一群組或第二群組的數位值。 .一種用於產生一識別金鑰之裝置，該裝置包括：一識別金 鑰產生器，其在半導體傳導層間具有一間隔，該識別金鑰 產生器係基於半導體傳導層間是否發生短路以產生一識別 金鑰；及一識別金鑰讀取器，其藉由讀取在傳導層間是否 發生短路，以讀取識別金鑰，其中該在半導體傳導層間的 間隔係設定成違背在半導體製程期間提供的設計規則之尺 寸。 10 11 100106601 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該識別金鑰產生 器具有在半導體傳導層間的間隔，以在半導體傳導層間發 生短路的機率、與在半導體傳導層間不發生短路的機率之 間具有差異，且在一預定誤差範圍内。 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中該識別金鑰產生 器具有相同間隔的N對傳導層，其中該等n對傳導層之每— 者係基於傳導層間是否發生短路以產生丨位元數位值，藉 1003225624-0 表單編號A0101 第23頁/共34頁 201225614 此產生一N位元識別金鑰，其中N是自然數。 12 .如申請專利範圍第11項所述之裝置，其更包括：一識別金 鑰處理單元，以處理該識別金鑰，其係藉由：一識別金鑰 讀取器接收N位元數位值的輸入、基於k單位以分群組N位 元數位、比較在複數個分群組中的第一群組與第二群組、 及當包括第一群組中所包含k數位位元的值係大於包括第 二群組中所包含k數位位元的值時，將數位值決定為1， 其中該數位值代表第一群組與第二群組，且k為自然數。 13 .如申請專利範圍第12項所述之裝置，其中當包括第一群組 中所包含的k數位位元值等於包括第二群組中所包含的k數 位位元值時，選擇性基於設定值，該識別金鑰處理單元可 將代表第一群組與第二群組的數位值決定為1與〇之一者； 或者，不決定代表第一群組或第二群組的數位值。 14 . 一種產生識別金鑰之方法，該方法包括：藉由意欲違背 在半導體製程期間提供的設計規則，概率性判斷構成電路 的節點間是否發生短路，以產生一識別金鑰；及藉由讀取 構成電路的節點間是否發生短路，以讀取該識別金鑰。 15 .如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該等構成電路的 節點係對應半導體的傳導層；及該識別金鑰的產生係基於 半導體的傳導層間形成的一接點或一穿孔是否使傳導層短 路，以該產生識別金鑰。 16 .如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該識別金鑰的讀 取包括讀取接點或穿孔是否使傳導層短路。 17 .如申請專利範圍第15項所述之方法，其中該在半導體傳導 層間形成的接點或穿孔係組態成小於在半導體製程期間提 供的設計規則所決定的尺寸。 100106601 表單編號A0101 第24頁/共34頁 1003225624-0 201225614 18 . 19 . 20 . 21 . O 22 . 如申凊專利範g|第15項所述之方法，其巾該識別金錄的產 生係设定接點或穿孔的尺寸，以在半導體傳導層間形成的 接點或牙孔使傳導層短路的機率、與短路不會使傳導層短 路的機率具有差異，且在_預定誤差範圍内。 如申4專利範圍第14項所述之方法，其巾該識別金餘的產 生係使則單位組態，以產生1位位值，其利單-接點 或單-穿孔連接單-對傳導層；及產生__N位元識別金鑰 ，其利用N單位組態，其中N是自然數。 如申请專利範圍第19項所述之方法，其更包括：處理一識 別金鑰，以處理該識別金鑰，其係藉由：接收在識別金鑰 讀取中所讀取的N位元數位值的輸入、基於k單位以分群組 N位元數位值、比較在複數個分群組中的第一群組與第二 群組、及當包括第一群组中所包含k數位位元的值係大於 包括第二群組中所包含k數位位元的值時，將數位值決定 為1，其中該數位值代表第一群組與第二群組，且k為自然 數。 如申請專利範圍第20項所述之方法，其中當包括第一群組 中所包含的k數位位元值等於包括第二群組中所包含的k數 位位元值時’選擇性基於設定值，該識別金鑰的處理可將 代表第一群組與第二群組的數位值決定為1與0之一者；或 者，不決定代表第一群組或第二群組的數位值。 一種產生識別金鑰之方法，該方法包括：產生一識別金 鑰，其具有在半導體傳導層間的間隔，且基於半導體傳導 層間的是否發生短路；及藉由讀取傳導層間是否發生短路 ，以讀取該識別金鑰，其中該在半導體傳導層間的間隔係 設定成相對於在半導體製程期間提供的設計規則之尺寸。 100106601 表單編號A0101 第25頁/共34頁 1003225624-0 201225614 23 .如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該識別金鑰的產 生係設定在半導體傳導層間的間隔，以在半導體傳導層間 發生短路的機率、與在半導體傳導層間不發生短路的機率 之間具有差異，且是在一預定誤差範圍内。 24 .如申請專利範圍第22項所述之方法，其中該識別金鑰的產 生係使用具有相同間隔的N對傳導層，其中該等N對傳導層 之每一者可基於是否發生短路以產生1位元數位值，藉此 產生一N位元識別金鑰，其中N為自然數。 25 .如申請專利範圍第24項所述之方法，其更包括：處理一識 別金鑰，以處理該識別金鑰，其係藉由：接收由一識別金 鑰讀取器所讀取的N位元數位值的輸入、基於k單位以分群 組N位元數位值、比較在複數個分群組中的第一群組與第 二群組、及當包括第一群組中所包含k數位位元的值係大 於包括第二群組中所包含k數位位元的值時，將數位值決 定為1，其中該數位值代表第一群組與第二群組，且k為自 然數。 26 .如申請專利範圍第25項所述之方法，其中當包括第一群組 中所包含的k數位位元值等於包括第二群組中所包含的k數 位位元值時，選擇性基於設定值，該識別金鑰的處理可將 代表第一群組與第二群組的數位值決定為1與0之一者；或 者，不決定代表第一群組或第二群組的數位值。 27 . —種非暫時電腦可讀媒體，其包括程式供指令電腦執行如 申請專利範圍第14與22項任一項之方法。 100106601 表單編號A0101 第26頁/共34頁 1003225624-0
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