随着物联网的飞速发展,物联网设备变得愈发普遍,越来越多地应用于从消费类电子产品到工业设备的各种场景。然而,物联网设备的广泛部署也使得其成为软件盗版和攻击的目标,软件保护至关重要。未来是物联网的时代,有分析称,2020年底有上百亿台物联网设备连接,而面对一个上百亿设备推广的目标,数以千万计不同应用的需求,x86与ARM架构存在着指令集极为冗杂、专利授权十分高昂和源码难以修改等问题。在这种情况下,第五代精简指令集架构（RISC-V）应运而生,为抓住物联网风口的大发展提供助力。因此,研究基于RISC-V平台的软件保护具有重要意义。物理不可克隆函数（PUF）是一种重要的硬件安全原语,它利用生产制造过程中难以避免的工艺偏差而产生的随机物理特性,可以生成由激励到响应的函数,具有生产前难以预测、生产时难以控制、生产后难以克隆等优势,在安全领域有着广阔的应用前景。本文提出了一种RISC-V平台基于PUF的硬件辅助软件认证方案,利用PUF的特性,将软件与硬件绑定在一起来保护软件,软件仅在特定的授权设备上才能正确执行。具体工作如下:1.研究了物理不可克隆函数的经典结构设计和应用特性,针对其易受到外界环境的干扰而使得输出响应不稳定,存在着可靠性的问题,实现了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的可调仲裁器PUF电路设计,利用调整信号能够对两条路径的时延差进行分析,判定响应是否可靠。2.针对运行在RISC-V处理器上的软件易受软件盗版等攻击,提出了一种RISC-V平台基于PUF的硬件辅助软件认证方案。在RISC-V处理器中添加PUF,软件开发人员则在特定的位置插入PUF认证点,程序运行到相应的位置就会进行PUF的认证,将软件的执行与硬件绑定,即一个编译好的软件只能运行在特定的硬件上,包括软硬件认证协议、嵌入PUF的RISC-V设计和软件混淆技术三部分。3.以Vex Risc V SoC为实现平台,在Xilinx Artix-7 35T FPGA上进行了实验验证。实验表明,与其他保护方案相比,所提方案在解决PUF可靠性,避免因此带来的设计安全问题的基础上,硬件开销和性能开销较小,最大额外硬件开销小于2%,基准程序测试单个认证点的额外性能开销小于0.5%。