Etablierte Silizium-PUFs wie SRAM-, Arbiter- oder Ringoszillator-PUFs erzeugen effizient individuelle Fingerprints für die kryptografische Schlüsselerzeugung [1]. Da es sich um digitale Schaltungen handelt, bieten sie eine hohe Kompatibilität mit gängigen EDA-Tools. Kompensationsmechanismen erster Ordnung, wie z. B. symmetrische Pfade oder differentielle Bewertung von Strukturen, können implementiert werden, um lineare globale Effekte zu berücksichtigen. 

Beim Entwurf analoger Schaltungen hingegen sind Fertigungsabweichungen zwischen identischen Schaltungskomponenten äußerst ertragsrelevant. Diese Variationen sind eine Überlagerung von systematischen globalen Prozessvariationen, die z. B. durch Gradienten in der Dotierungskonzentration verursacht werden, und statistischen zufälligen lokalen Variationen, die allgemein als Mismatch bezeichnet werden. Beide Effekte werden in der Regel von Halbleiterherstellern gut charakterisiert und können in statistischen Analogsimulationen berücksichtigt werden. Wir arbeiten an einem PUF-Primitive, das den Mismatch von Widerständen mit identischen Nominalwerten ausnutzt.

Diese Arbeit befasst sich mit der Erstellung von Fingerabdrücken von Hall-Sensoren, die normalerweise keine kryptografische Authentifizierung unterstützen. Diese kostengünstige Lösung, die Fingerabdrücke mit wenigen Bits liefert, hilft gegen versehentliches oder beabsichtigtes Vertauschen von Sensoren und erhöht den Aufwand, einen Sensor zu fälschen. Integrierte Hallsensoren liefern in der Regel ein schwaches analoges Signal, das durch Prozessschwankungen, Temperaturdrift, Offsetspannung und 1/f-Rauschen aufgrund von Inhomogenitäten in der Dotierungskonzentration und Asymmetrien in der Geometrie beeinflusst wird [2]. Viele kommerzielle Hallsensoren verwenden die Technik des Current Spinnings, um diese Effekte zu eliminieren, wie in Abb. 1 dargestellt. In ähnlicher Weise wird der Fingerabdruck der Hall-Sensoren durch Ausnutzung des Offsets und Kompensation des Magnetfelds gewonnen.