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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。
💡 推荐理由: 植入式医疗设备面临物理篡改和伪造风险,现有PUF方案功耗过高。QT-PUF利用量子隧穿泄漏实现超低功耗PUF,为IoMT设备提供轻量级硬件信任根,有助于保障患者安全与数据隐私。
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