(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210735521.6 (22)申请日 2022.06.27 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114826622 A (43)申请公布日 2022.07.29 (73)专利权人 深圳大学 地址 518000 广东省深圳市南 山区南海大 道3688号 (72)发明人 郝嘉诚　赵晓锦　李倩　左海彪　 林浩涛　 (74)专利代理 机构 深圳市精英专利事务所 44242 专利代理师 李燕娥 (51)Int.Cl. H04L 9/32(2006.01)H04N 5/374(2011.01) H04N 5/3745(2011.01) H04N 5/378(2011.01) (56)对比文件 CN 1070179 90 A,2017.08.04 CN 110462713 A,2019.1 1.15 US 202040 0756 A1,2020.12.24 审查员 颜光友 (54)发明名称 基于CMOS图像传感器的光学 可重构PUF装置 (57)摘要 本发明公开了基于CMOS图像传感器的光学 可重构PUF装置， 包括偏置调节电路、 图像传感 器、 双模式行译码器、 列选 择器、 读出电路及比较 器， 图像传感器为多个像素单元所组成的像素阵 列， 偏置调节电路与每一列像素单元进行连接， 双模式行译码器与每一像素单元分别进行连接， 列选择器通过读出电路与每一所述像素单元分 别进行连接， 比较器与读出电路进行连接。 上述 的PUF装置， 基于CMOS图像传感器主流的APS架 构， 结合传统电路进行复用， 既能满足成像需求 又能利用物理不可克隆函数产生密钥， 利用图像 传感器中像素单元在制造过程中的工艺误差， 得 到非线性的随机序列信号中包含大量CRP， 从而 得到可抗机器学习攻击的高可靠性强物理不可 克隆函数装置 。 权利要求书2页 说明书8页 附图6页 CN 114826622 B 2022.09.13 CN 114826622 B 1.一种基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所述PUF装置包括偏 置调节电路、 图像传感器、 双模式行译码器、 列选择器、 读出电路及比较 器； 所述图像传感器为多个像素单元所组成的像素阵列， 每一所述像素单元可进行独立感 光以输出对应的光感输出电压； 所述偏置调节电路与 所述图像传感器中每一列像素单元进行连接， 以对每一列像素单 元中输入电流的大小 进行偏置调节； 所述双模式行译码器与每一所述像素单元分别进行连接， 用于依次导通每行像素单元 或从所述图像传感器的多组像素单元中选择每一组的一行像素单元进 行导通， 其中每组所 述像素单元由多行像素 单元组成； 所述列选择器通过所述读出电路与每一所述像素单元分别进行连接， 所述比较器与 所 述读出电路进行连接， 所述列选择器用于输入选择信号至所述读出电路； 所述读出电路用 于根据所述选择信号从导通的多行像素单元中选择其中多列像素单元的光感输出电压输 出至比较器； 所述比较器用于对相邻两列像素单元 的光感输出电压进行比较， 以根据比较 结果输出二进制的随机序列信号； 所述偏置调节电路包括尾电流源管及电流镜； 所述尾电流源管及所述电流镜分别与一列像素单元中每一所述像素单元的电压输出 端进行连接， 调节所述电流镜的偏置电压为每一列像素单元提供稳定的饱和限流， 以使所 述图像传感器处于成像工作模式； 其中， 调节所述尾电流源管的偏置电压使每一列像素单 元中的源跟随晶体管处于压阈值区， 以使所述图像传感器处于物理不可克隆函数工作模 式。 2.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所 述尾电流源管 的漏极与所述电流镜及所述像素单元相连接、 其源极接地、 其栅极用于输入 基准电压 。 3.根据权利 要求1或2所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所述像素 单元包括光电二极管、 复位晶体管、 源跟随晶体管及行选晶体管； 所述复位晶体管的漏极与 所述源跟随晶体管的漏极相连接、 所述复位晶体管的源极与 所述光电二极管的负极及所述源跟随晶体管的栅极相连接、 所述源跟随晶体管的源极与所 述行选晶体管 的漏极相连接， 所述光电二极管 的正极接地， 行选晶体管 的栅极与所述双模 式行译码器相连接， 所述行选晶体管的源极作为所述像素 单元的电压 输出端。 4.根据权利要求3所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所 述复位晶体管的栅极用于 输入复位电压， 所述源跟随晶体管的源极均用于 输入稳压电压 。 5.根据权利要求3所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 调 节所述电流镜的偏置电压为每一列像素单元提供稳定的饱和限流， 以使 所述图像传感器处 于成像工作模式。 6.根据权利要求3所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 调 节所述尾电流源管的偏置电压使每一列像素单元中的源跟随晶体管处于亚阈值区， 以使 所 述图像传感器处于物理不可 克隆函数工作模式。 7.根据权利要求1所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所 述图像传感器中像素 单元的行数为8的倍数， 所述图像传感器中共 包含8组像素 单元。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114826622 B 28.根据权利要求7所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所 述图像传感器中像素 单元的列数为8的倍数。 9.根据权利要求8所述的基于CMOS图像传感器的光学可重构PUF装置， 其特征在于， 所 述图像传感器中像素 单元的列数为8、 16、 32或64。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114826622 B 3