Earticle

초록

영어

This study quantitatively analyzes how the output characteristics of Static Random Access Memory (SRAM)-based Physically Unclonable Functions (PUFs) are affected by the power supply ramp-up time. Experiments were conducted using three types of industrial-grade commercial SRAM chips under temperature conditions of –20°C, +20°C, and +80°C, with ramp-up times set to 1 ns and 1 s. The measured ramp-up times ranged from 100 μs to 600 μs depending on the model, primarily due to internal circuit characteristics. Hamming weights remained within the range of 0.45 to 0.55 across all conditions, and the minimum entropy reached 0.982 under the 1 s ramp-up condition, indicating high unpredictability. The average bit error rate (BER) was 2.47%, well within the industry reliability standard of 8%. The results demonstrate that variations in power supply ramp-up time can significantly influence the statistical quality of PUF outputs and offer valuable insights for the design of robust and secure hardware systems.

한국어

이 연구는 SRAM 기반 물리적 복제 불가능 회로(Physically Unclonable Function, PUF)의 출력 특성이 공급 전압 Ramp-up 시간에 따라 어떻게 변화하는지를 정량적으로 분석하였다. 세 종류의 산업용 SRAM 칩을 대상으로, –20°C, +20°C, +80°C의 온도 조건과 1 ns 및 1 s의 Ramp-up 시간 조건에서 실험을 수행하였다. 실측 결과, 설정값 1 ns 대비 실제 Ramp-up 시간은 모델별로 100 μs에서 600 μs 수준으로 측정되었으며, 이는 내부 회로 특성에 기인한다. 해밍 웨이트는 모든 조건에서 0.45~0.55 범위로 유지되었고, 최소 엔트로피는 1 s 조건에서 0.982로 측정되어 높은 예측 불가능성을 나타냈다. 비트 오류율은 평균 2.47%로, 산업 신뢰성 기준(8%)을 만족하였다. 본 연구는 전원 인가 조건이 PUF 출력의 통계적 품질에 영향을 미칠 수 있음을 입증하였으며, 향후 보안 회로 설계 시 기초 자료로 활용될 수 있다.

목차

요약
ABSTRACT
1. 서론
2. 시험 환경
3. 온도에 따른 전압 램프 업 시간 측정
4. 공급 전압 Ramp-up 시간에 따른 해밍 웨이트 특성 평가
4.1 시험 절차
4.2 시험 결과
5. 공급 전압 Ramp-up 시간에 따른 최소 엔트로피 특성 평가
5.1 시험 절차
5.2 시험 결과
6. 공급 전압 Ramp-up 시간에 따른 비트 오류율 특성 평가
6.1 시험 절차
6.2 시험 결과
7. 결론
참고문헌

키워드

저자

• 김문석 [ Moon-Seok Kim | 충남대학교 반도체융합학과 조교수 ] 제1저자
• 전승배 [ Seung-Bae Jeon | 국립한밭대학교 전자공학과 조교수 ] 공동저자
• 박준영 [ Jun-Young Park | 충북대학교 반도체공학부 부교수 ] 공동저자
• 유상경 [ Sang-Kyung Yoo | ETRI 부설 국가보안기술연구소 책임연구원 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

간행물

표지보기 관심저널 등록

• 간행물명

  융합보안논문지 [Jouranl of Information and Security]

• 간기

  연5회

• pISSN

  1598-7329

• 수록기간

  2001~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 005 DDC 005