物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)作为一种新型的加密组件日渐受到研究者们的关注,其中基于内存的PUF利用了内存单元的固有随机差异性来实现响应(密钥)的生成,并且由于其产生的响应(密钥)只有在通电时才存在,所以很好的解决了传统密码学所面临的密钥存储的问题。但基于内存的PUF的开销随着响应位数的增加而呈指数增加,因此如何降低基于内存的PUF的开销是一个值得研究的问题。此外,传统的PUF只提供一个静态的挑战响应对(Challenge-Response Pairs,CRP)行为,使其容易遭受CRP访问攻击,如何设计一种安全的PUF结构也是一个研究课题。针对这些问题,本文就基于忆阻器的物理不可克隆函数的可重构性展开工作,主要包括以下两个方面:(1)建立了一种忆阻器的实验分析模型:忆阻器具有非易失、密度高存储特性和良好的随机差异性,可以用来构成PUF。为此,需要建立一种实验分析模型对忆阻器进行物理特性分析。本文首先深入研究了忆阻器的理论基础和工作原理,推导了忆阻器的线性模型,并在Simulink中构建了这个模型,接着详细分析了非线性忆阻器中常用的三个窗函数的优劣,然后在Matlab中构建了基于其中两个窗函数的非线性忆阻器模型。最后通过实验仿真验证了模型的正确性,为基于忆阻器的PUF设计和分析提供重要的理论支撑和实验依据。(2)设计了一种基于忆阻器的可重构PUF结构M-RPUF(Memristor-Based Reconfigurable Physical Unclonable Function):针对该工作本文先讨论了物理可重构相对于逻辑可重构的优势,同时分析了忆阻器的阻变特性与偏压敏感性。然后基于忆阻器的这两种特性,提出了一种物理可重构的忆阻器物理不可克隆函数结构,这种结构可以重构忆阻器PUF的内部物理状态,使得M-RPUF具有动态的CRP行为。最后结合本文中提出的忆阻器实验分析模型进行了仿真实验,实验表明本文提出的M-RPUF结构具有良好的随机性、唯一性与可重构性。