物理不可克隆函数(PUF)的出现提供了一种安全有效的防物理侵入式攻击的安全机制,PUF已经被认为是各类加密协议和安全架构中的核心模块。各类新型PUF层出不穷,但是由于各类PUF的结构不同、测试环境的变化,其性能指标评估方式也不同,而且既有文献资料中代表性数据不会公开,使得目前还没有一种能公平对比各类PUF性能的普适标准方法,PUF的安全特性仍然在研究当中,给PUF系统开发者在选择最恰当的PUF时带来一定的挑战。本文对各种PUFs中使用最为广泛的SRAM PUF的稳定性(或健壮性)和随机性(或不可预测性)做了较为深入的研究,并给出其特性的仿真预测方法。一方面,通过对传统的SRAM单元稳定性衡量指标静态噪声容限(SNM)的各种测量方法的研究和分析,提出了适合于SRAM用作PUF时其稳定性的物理数学模型PSNM;另一方面,借鉴热力学能量和熵的关系,提出SRAM PUF上电过程中吸收能量与上电结果熵值存在确定关系的思想。基于PSNM和熵能关系的理论,搭建了SRAM片上测试平台和仿真测试平台。实验结果表明,基于SRAM单元SNM的PSNM模型是合理可行的,并且热力学熵能关系的思想可以很好地移植到SRAM PUF最小熵的研究中。虽然PUF的安全特性可以用基于物理电子的数学模型进行理论上的评估,但是数学模型不能够全面真实地捕获PUF实体的物理属性,本文给出的理论分析模型并不十分完善,要达到更加准确的预测,该方案仍需改进。