随着半导体工艺的进步和集成电路设计的不断发展,IC相关电子产品渐渐成为人们日常生活中的必需品。电子产品的涌现导致了众多重要信息的井喷式出现,因而信息安全问题受到了前所未有的考验。传统的基于密码学的方法由于其自身的局限性已经不能适应集成电路领域的应用,与此同时,物理不可克隆函数(Physical Unclonable Function,PUF)的提出成为有望解决这一问题的重要方法。物理不可克隆函数利用半导体制造工艺上不可避免的固有偏差,产生具有独特性和稳定性的响应结果。近十年来,物理不可克隆函数飞速发展,越来越多的PUF新结构被提出。然而,作为集成电路领域应用灵活的FPGA平台,由于其自身的局限性,导致绝大多数的延时型PUF结构不能在上面有良好的性能表现。这成为严重阻碍的PUF在FPGA平台上的实现。通过对延时型PUF在FPGA平台上实现的局限性研究和D触发器建立时间亚稳态特性的分析,本文提出了一种基于D触发器的物理不可克隆函数新结构。FPGA上例化成硬宏单元的D触发器对电路设计使得FPGA自身布局布线产生的延迟干扰被完全地消除,同时两个D触发器的建立时间亚稳态分布的随机性得以充分放大。从而解决了延时型PUF在FPGA平台上低性能的问题,极大的提高了PUF的安全性和稳定性。PUF电路系统的测试结果也显示了这种基于D触发器的物理不可克隆函数具有良好的独特性、可靠性和均匀性。FPGA平台上基于D触发器的物理不可克隆函数的实现给集成电路设计带来极大的灵活性,同时其安全性、稳定性和不可复制性为信息安全问题提供了新的解决方法。