该论文针对物联网(IoT)可穿戴设备中日益突出的隐私与安全问题，提出了一种基于延迟的物理不可克隆函数(PUF)的低功耗、低开销硬件安全解决方案。可穿戴设备（如智能手表、健康监测设备）持续收集并传输位置、心率等敏感个人信息，但受限于资源（能量、计算能力），传统软件加密方案难以高效部署。论文重点分析了两类PUF架构：Arbiter PUF和混合振荡器仲裁器(HOA) PUF，并评估它们在IoT环境中的适用性。Arbiter PUF通过比较两条路径的延迟差异生成密钥，功耗约为25μW；HOA PUF结合振荡器与仲裁器技术，功耗仅2.7μW，显著更低。实验结果显示，两种架构均能在极小的功率开销下为密钥生成提供鲁棒的安全保障，特别适合资源受限的可穿戴设备场景。该研究为IoT硬件安全提供了一种轻量级替代方案，有助于抵御物理克隆和侧信道攻击。适合硬件安全工程师、物联网开发者及关注低功耗安全方案的研究人员阅读。

本文探讨了纳米机电系统（NEMS）作为一种新兴硬件安全原语在先进封装和半导体制造中的应用。随着硬件安全威胁（如篡改、伪造和供应链渗透）不断升级，现有数字安全方法面临逆向工程、侧信道攻击和环境退化等挑战。作者提出利用NEMS的机械不可预测性和制造诱导的纳米尺度变异性，构建物理不可克隆函数（PUFs）、形状记忆材料、基于共振的指纹和物理解锁架构等安全机制。这些系统能够在器件层面实现物理保证、篡改检测和身份认证，具有低功耗、抗逆向工程和侧信道攻击的优势，并且可无缝集成到标准半导体制造流程中。论文通过理论分析和案例研究展示了NEMS在国防、航空航天、关键基础设施和消费电子等领域的可扩展、可验证安全解决方案潜力。核心贡献在于提出将NEMS从传统MEMS领域拓展至硬件安全，为抵御物理攻击提供了一种鲁棒且低功耗的替代方案。

该论文提出了一种名为QT-PUF的新型物理不可克隆函数（PUF），专门针对植入式医疗物联网（IoMT）设备设计。此类设备对功耗、面积和安全性有极高要求，传统PUF（如基于存储器、环形振荡器或仲裁器）因额外电路、功耗高或稳定性差而不适用。QT-PUF利用标准CMOS器件中工艺偏差引起的量子隧穿栅极泄漏电流，将其作为唯一指纹。论文设计了一个差分读出电路，采用伪电阻I-V前端将皮安级的泄漏变化转换为数字响应。无需外部激励或稳定化电路，仅在静态偏置下工作，因此功耗极低。基于65nm CMOS工艺的仿真测量显示，熵值高达0.9999998，片内汉明距离（FHD）为0.5001，在1.2V、35°C下平均功耗仅96.04nW/bit（能量19.21fJ/bit）。在典型植入设备的工作条件下（0.9-1.3V，0-100°C），平均误码率低于0.000163（在1.0-1.3V、10-70°C范围内）。结果表明QT-PUF具有良好的唯一性、可靠性和极低功耗，非常适合植入式IoMT设备的硬件安全认证与防篡改。