抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的製造方法
2023-06-27 22:26:46 1
抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的製造方法
【專利摘要】本發明提出的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器採用分抗和分數階最速下降法以模擬電路形式實現。該防偽檢測器的每一分數階單元電路均由運算放大器、分抗和電阻構成，其電路參數可互不相同。該防偽檢測器的每一分數階單元電路的輸出端均通過相應的反饋電阻連結到另一分數階單元電路的輸入端，各反饋電阻值可互不同。該防偽檢測器的吸引子值與其分數階單元電路的分數階階次本質相關，其吸引子值總會伴隨其分抗的電阻值和電容值的改變而改變。人類在未來較長時間內都不可能製造出具有絕對相同吸引子值的兩個該防偽檢測器。該防偽檢測器特別適用於構造抗晶片克隆的高性能防偽晶片的應用場合。本發明屬於應用數學和電路系統交叉學科的【技術領域】。
【專利說明】抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器
【技術領域】
[0001]本發明提出的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器採用分抗和分數階最速下降法以模擬電路形式實現。本發明涉及的分數階微積分的階次Vl、Vi和Vs不是傳統的整數階，而是非整數階，工程應用中一般取分數或有理小數。Vp Vi和Vs可以相等，亦可不相等。其中，l<i<S，i和S為正整數。見圖3，該防偽檢測器的第i個分數階單元電路由運算放大器APi20、分抗FiIl和電阻RiH構成。每一分數階單元電路均具有相同的電路結構，但其電路參數可互不相同。該防偽檢測器的第S個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻RiS5連結到第i個分數階單元電路的輸入端。每一分數階單元電路的輸出端均以相同的方式通過相應的反饋電阻連結到另一分數階單元電路的輸入端，各反饋電阻值可互不同。該防偽檢測器的吸引子值與其分數階單元電路的分數階階次Vi本質相關，其吸引子值總會伴隨其分抗FiIl的電阻值和電容值的改變而改變。實際上，根據現有的電子元器件生產工藝水平，人類在未來較長時間內都不可能製造出其值絕對相同的兩個電阻或電容。然而，這卻是不幸中的萬幸。人類經過努力有可能解決某種數學難題，但是人類卻始終不可能改變自然物理規律。任意兩個本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器中對應電阻值或電容值的微弱差異，就是人類在其生產過程中自然地、隨機地、不可避免地產生的分數階電路基因。人類在未來較長時間內都不可能製造出具有絕對相同吸引子值的兩個該防偽檢測器。該防偽檢測器特別適用於構造抗晶片克隆的高性能防偽晶片的應用場合。本發明屬於應用數學和數字電路交叉學科的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，智慧財產權的保護在世界範圍內，特別是在中國，處於多事之秋。課稅或法律的懲罰僅僅能給不嚴密的體系彌補漏洞。缺陷不僅存在於我們社會對智慧財產權的認識理念之中，而且存在於防偽技術之中。在大多數情況下，身份證明和資格認定是防偽的重要方法。雖然加密技術和數字水印技術日臻成熟，但是目前卻沒有一種有效方法可以用以鑑定電子拷貝這種盜版形式。加密技術和數字水印技術的最大弱點是無法抗電子拷貝。因此，加密技術在本質上最適用於保密通信，數字水印技術在本質上最適用於信息隱藏，而非擅長於身份認證。關於防偽的抗晶片克隆技術是目前研究甚少的新興學科分支。這對於傳統防偽技術是一種挑戰。因此，這就迫切要求我們提出一種高級別的抗晶片克隆技術。
[0003]近三百年以降，分數階微積分業已成為數學分析的一個重要分支。分數階微積分是一門和整數階微積分同樣古老的學科，直至近期它的相關應用一直專注於數學領域。目前，分數階微積分對數學家和物理學家們而言它是一個新的研究方向。事實上，大多數數理函數都是可微積的。分數階微積分拓展和統一了差分商和黎曼和。眾所周知，物理過程中的隨機變量可以被視為粒子隨機運動的位移。於是，分數階微積分能夠被應用於分析和處理許多特定的物理問題以及生物醫學工程。我們所取得的滿意實驗效果和相關理念論證了這些分數階數學運算方法可以勝任解決物理學和生物工程問題吸引人的和實用的工具。各種函數的分數階微積分具有一個顯著的特徵:大多數函數的分數階微積分等於冪級數，或等於特定函數和冪函數的乘積或疊加。上述可貴的特徵是否暗示著自然界的某種實質性變化規律呢？科學研究表明，分數階或分數維的方法是目前對許多自然現象進行描述的最佳方法。目前，分數階微積分已經被應用於諸如擴散過程、粘彈性理論、分形動力學和分數階控制等許多研究領域。然而不幸的是，它的主要應用仍然集中於對物理變化的瞬態描述，很少涉獵系統的演化過程。
[0004]如何將分數階微積分應用於現代信號分析與處理之中，特別是關於防偽的抗晶片克隆技術之中，目前在國際上都是一個研究甚少的新興學科分支。信號的分數階微積分特性與其整數階微積分特性有顯著差別。常數的分數階微分不等於零，而常數的整數階微分恆等於零。因此，分數階微分可以用於非線性增強圖像的複雜紋理細節特徵。圖像的分數階微分具有特殊的馬赫效應和拮抗特性，以致擁有一種分數階仿生視覺感受野模型。分數階微分不僅能非線性保持平滑圖像區域的低頻輪廓信息，還能同時分數階多尺度增強圖像灰度值變化頻繁和顯著的高頻邊緣和紋理細節。基於上述分數階微積分特徵，並從系統演化的觀點出發，分數階偏微分方程(Fractional Partial Differential Equation,簡寫為FPDE)被應用於紋理圖像去噪之中。在去噪同時，基於FPDE的紋理圖像去噪算法對高頻邊緣和複雜紋理細節信息的保持能力明顯優於基於整數階運算的傳統算法，特別是對於富含紋理細節的紋理圖像而言。其它早期研究表明，在分數階自適應信號處理和分數階自適應控制之中，分數階極值點和傳統的整數階極值點，一階駐點，具有顯著的不同。為了搜索能量泛函的分數階極值點，我們將整數階最速下降法推廣到分數階，提出了分數階最速下降法。基於上述前期研究，本發明引入一種新穎的數學方法:分數階微積分用以實現本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器。 [0005]相關研究表明，最聞級別的抗晶片克隆技術必須同時滿足如下4項抗晶片克隆的魔鬼技術指標--第I，所有相關基本原理及數學算法完全公開；第2，所有相關電路結構及參數完全公開；第3，所有相關電路的生產加工工藝及所用原材料完全公開；第4，同時還能夠做到就連發明人和晶片生產廠商自己都絕不可能生產出兩張絕對相同的晶片電路。相關文獻查新表明，本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器是目前世界上唯一能真正同時滿足上述4項抗晶片克隆的魔鬼技術指標的最高級別的抗晶片克隆技術。該防偽檢測器特別適用於構造抗晶片克隆的高性能防偽晶片的應用場合。本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器具有極高的理論原創性和極廣泛的市場應用前景。
【發明內容】
[0006]本發明提出的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器採用分抗和分數階最速下降法以模擬電路形式實現。本發明涉及的分數階微積分的階次Vl、Vi和Vs不是傳統的整數階，而是非整數階，工程應用中一般取分數或有理小數。Vp Vi和Vs可以相等，亦可不相等。其中，l<i<S，i和S為正整數。見圖3，該防偽檢測器的第i個分數階單元電路由運算放大器APi20、分抗FiIl和電阻RiH構成。每一分數階單元電路均具有相同的電路結構，但其電路參數可互不相同。該防偽檢測器的第S個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻RiS5連結到第i個分數階單元電路的輸入端。每一分數階單元電路的輸出端均以相同的方式通過相應的反饋電阻連結到另一分數階單元電路的輸入端，各反饋電阻值可互不同。該防偽檢測器的吸引子值與其分數階單元電路的分數階階次Vi本質相關，其吸引子值總會伴隨其分抗FiIl的電阻值和電容值的改變而改變。人類在未來較長時間內都不可能製造出具有絕對相同吸引子值的兩個該防偽檢測器。本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器具有極聞的抗晶片克隆性能。相關研究表明，最聞級別的抗晶片克隆技術必須同時滿足如下4項抗晶片克隆的魔鬼技術指標:第I，所有相關基本原理及數學算法完全公開；第2，所有相關電路結構及參數完全公開；第3，所有相關電路的生產加工工藝及所用原材料完全公開；第4，同時還能夠做到就連發明人和晶片生產廠商自己都絕不可能生產出兩張絕對相同的晶片電路。相關文獻查新表明，本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器是目前世界上唯一能真正同時滿足上述4項抗晶片克隆的魔鬼技術指標的最高級別的抗晶片克隆技術。該防偽檢測器特別適用於構造抗晶片克隆的高性能防偽晶片的應用場合。本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器具有極高的理論原創性和極廣泛的市場應用前景。
[0007]為了清楚說明本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的電路構成，有必要先對該防偽檢測器的基本原理及其數學算法推導進行如下簡要說明:
[0008]近三百年以降，分數階微積分已經成為數學分析的一個重要分支。然而，分數階微積分對世界上絕大多數數學家、物理學家和工程技術學者而言都還鮮為人知。如何將分數階微積分應用於現代信號分析與處理之中，特別是抗晶片克隆之中，是一個目前在世界範圍內都研究甚少的新興學科分支。本發明的前期研究表明，分數階微積分具有的長時記憶與非定域性。因此，一種很自然的想法是:如何運用分數階微積分來實現抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器。本發明以模擬電路形式實現分抗，並應用分抗和分數階最速下降法實現抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，構建其Lyapunov函數,進一步分析其吸引子。本發明應用分數階微積分來實現抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，主要是因為其具有的長時記憶性和非局域性。本發明的主要研究貢獻在於:用模擬電路的形式和分數階最速下降法提出了抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，構造了其Lyapunov函數，證明了其Lyapunov穩定性，分析了其吸引子，並同時發現了抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器在關於防偽的抗晶片克隆中的顯著優勢。本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的分數階階次取值的任意性，為其刻畫諸如冪律長時記憶性和冪律非局域性這樣的特殊動力學行為提供了額外的自由度。本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的一個顯著優勢是它的吸引子與其分數階單元電路的分數階階次本質相關，其吸引子值總會伴隨其分抗的電阻值和電容值的改變而改變。實際上，根據現有的電子元器件生產工藝水平，人類在未來較長時間內都不可能製造出其值絕對相同的兩個電阻或電容。然而，這卻是不幸中的萬幸。人類經過努力有可能解決某種數學難題，但是人類卻始終不可能改變自然物理規律。任意兩個本發明的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器中對應電阻值或電容值的微弱差異，就是人類在其生產過程中自然地、隨機地、不可避免地產生的分數階電路基因。人類在未來較長時間內都不可能製造出具有絕對相同吸引子值的兩個該防偽檢測器。該防偽檢測器特別適用於構造抗晶片克隆的高性能防偽晶片的應用場
入
口 ο
[0009]眾所周知，分形數學理論產生了測度觀的轉變，分形幾何否定了牛頓-萊布尼茲導數的存在性。以Hausdorff?測度為基礎的分形理論，雖然歷經了 90餘年的研究至今仍然還是一種很不完善的數學理論。Hausdorff測度下的微積分數學理論的構造至今尚未能完成。目前發展比較成熟的是在歐氏測度下定義的分數階微積分，它在數學上要求必須使用歐氏測度。在歐氏測度下，分數階微積分最常用的是Grilmwald-Letnikov定義、Riemann-Liouville 和 Caputo 定義三種。Griimwald-Letnikov 定義信號 s(x)的 v 階微
【權利要求】
1.抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，其特徵在於:該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器採用分抗和分數階最速下降法以模擬電路形式實現；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第i個分數階單元電路由運算放大器Api (20)、分抗Fi (11)和電阻Ri(H)構成；每一分數階單元電路均具有相同的電路結構，但其電路參數可互不相同；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第S個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Ris(5)連結到第i個分數階單元電路的輸入端；每一分數階單元電路的輸出端均以相同的方式通過相應的反饋電阻連結到另一分數階單元電路的輸入端，各反饋電阻值可互不同；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的吸引子值與其分數階單元電路的分數階階次Vi本質相關，其吸引子值總會伴隨其分抗Fi (11)的電阻值和電容值的改變而改變；其中，分數階微積分的階次Vl、Vi和vs不是傳統的整數階，而是非整數階，工程應用中一般取分數或有理小數；Vl、Vi和vs可以相等，亦可不相等；其中，I < i < S，i和S為正整數。
2.根據權利要求1所述的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，其特徵在於:該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的輸入端(I)，完成第I個分數階單元電路的電流或電壓輸入；其第i個分數階單元電路的輸入端(2)，完成第i個分數階單元電路的電流或電壓輸入；其第S個分數階單元電路的輸入端(3)，完成第S個分數階單元電路的電流或電壓輸入；其第S個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Ris(4)連結到第I個分數階單元電路的輸入端；其第S個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Ris (5)連結到第i個分數階單元電路的輸入端；其第i個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Rli (6)連結到第I個分數階單元電路的輸入端；其第i個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Rsi (7)連結到第S個分數階單元電路的輸入端；其第I個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Ril⑶連結到第i個分數階單元電路的輸入端；其第I個分數階單元電路的輸出端通過反饋電阻Rsi (9)連結到第S個分數階單元電路的輸入端；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的分抗F1(IO)，完成V1階分數階微分；其輸入電流恆與輸 入電壓的V1階微分成正比；其第i個分數階單元電路的分抗Fi(Il),完成Vi階分數階微分；其輸入電流恆與輸入電壓的Vi階微分成正比；其第S個分數階單元電路的分抗Fs(12)，完成vs階分數階微分；其輸入電流恆與輸入電壓的vs階微分成正比；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的接地點(13)，將第I個分數階單元電路接地；其第i個分數階單元電路的接地點(14)，將第i個分數階單元電路接地；其第S個分數階單元電路的接地點(15)，將第S個分數階單元電路接地；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的電阻R1(Ie),完成對第I個分數階單元電路的分抗F1 (10)進行電流分流；其中，第I個分數階單元電路的電阻R1(Ie)可以為零，亦可不為零；其第i個分數階單元電路的電阻Ri (17)，完成對第i個分數階單元電路的分抗Fi(Il)進行電流分流；其中，第i個分數階單元電路的電阻Ri(H)可以為零，亦可不為零；其第S個分數階單元電路的電阻Rs(IS)，完成對第S個分數階單元電路的分抗Fs(12)進行電流分流；其中，第S個分數階單元電路的電阻Rs(IS)可以為零，亦可不為零；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的運算放大器Ap1(IQ)對其正向或負向輸入端(A)的電壓進行非線性放大；其第i個分數階單元電路的運算放大器Api (20)對其正向或負向輸入端(B)的電壓進行非線性放大；其第S個分數階單元電路的運算放大器Aps(21)對其正向或負向輸入端(C)的電壓進行非線性放大；該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第I個分數階單元電路的輸出端(22)，完成第I個分數階單元電路的電流或電壓輸出；其第i個分數階單元電路的輸出端(23)，完成第i個分數階單元電路的電流或電壓輸出；其第S個分數階單元電路的輸出端(24)，完成第S個分數階單元電路的電流或電壓輸出。
3.根據權利要求1所述的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，其特徵在於:其中反饋電阻Ris (4)、反饋電阻Ris (5)、反饋電阻Rli (6)、反饋電阻Rsi (7)、反饋電阻Ril (8)和反饋電阻RS1(9)是功能相同的反饋電阻，但其參數可互不相同；分抗匕(10)、分抗Fi(Il)和分抗Fs(12)是功能相同的分抗，但其階次^、^和vs可互不相同;電阻R1 (16)、電阻Ri (17)和電阻Rs(IS)是功能相同的電阻，但其參數可互不相同；運算放大器Ap1 (19)、運算放大器Api (20)和運算放大器Aps (21)是功能相同的運算放大器，但其參數可互不相同。
4.根據權利要求1所述的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，其特徵在於:該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第i個分數階單元電路由一個運算放大器Api (20)和與之相關的分抗Fi(Il)及電阻Ri(H)構成；每一分數階單元電路均具有相同的電路結構，但其電路參數可以互不相同；其中，第i個分數階單元電路的電阻Ri(H)可以為零，亦可不為零。
5.根據權利要求1所述的抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器，其特徵在於:該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器的第i個分數階單元電路通過其反饋端(25)將其輸出端(23)輸出的電流或電壓反饋給其它分數階單元電路的輸入端，特殊情況下也可以反饋給第i個分數階單元電路的輸入端；每一分數階單元電路均以同樣的方式將其輸出端輸出的電流或電壓反饋給其它分數階單元電路的輸入端，特殊情況下也反饋給自身分數階單元電路的輸入端；從而構成具有分數階多層動態反饋結構的該抗晶片克隆的分數階電路基因防偽檢測器。
【文檔編號】G06F21/78GK103984905SQ201410247717
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】蒲亦非 申請人:蒲亦非