With the universalization of mobile devices and edge devices, interest in personal information protection is increasing. Accordingly, research on a hardware-based encryption system is being conducted, and one of them is an encryption element using the intrinsic randomness of a memristor. When hardware-based encryption primitives using memristors are used, memristor's unique randomness is used, so external attacks such as hacking can be defended. In this study, an encryption device was designed using a $TaO_x$-based memristor array. In addition, in order to integrate this on the transistor, a memristor was stacked on a CMOS circuit to evaluate electrical characteristics. In addition, it was confirmed that the vertical integration of memristor on CMOS circuit using BEOL process memristor opens up the possibilities of high performance memristor-based chip design.
모바일 디바이스와 엣지 디바이스의 범용화에 따라 개인 정보 보호에 관한 관심이 높아지고 있다. 이에 하드웨어 기반의 암호화 시스템에 관한 연구가 이루어지고 있는데, 차세대 메모리로 각광받는 멤리스터 본래의 임의성을 이용한 암호화 소자가 그 중 하나이다. 멤리스터를 이용한 하드웨어 기반의 암호화 시스템을 사용할 경우 멤리스터 고유의 랜덤함을 이용하기 때문에 해킹 등의 외부 공격에 대해 방어할 수 있다. 본 연구에서는 $TaO_x$ 기반의 멤리스터 어레이를 활용하여 암호화 소자를 디자인하였다. 또한, CMOS 회로 위에 멤리스터를 적층하는 연구를 진행하였으며, 이에 대한 전기적인 특성을 분석하였다. 이 연구를 통해 High-bandwidth를 확보할 수 있는 방안을 확인하였고, 향후 멤리스터 기반 고성능 회로 개발을 할 수 있을 것으로 기대된다.
