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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.