随着信息技术的高速发展,网络空间安全问题越来越受到人们的广泛关注。物理不可克隆函数（Physical Unclonable Function,PUF）作为一种新型的硬件安全防护手段受到研究学者们的广泛关注。PUF利用芯片在制造过程中由于制造工艺的差异性带来的随机性差异,实现类似于物理指纹的一组密钥信息或是通过外部的激励而产生的一组无法预知的响应。物理不可克隆函数具有稳定、唯一和不可克隆等特性,这些特性使其能够产生独特的数字签名,因此广泛应用于硬件安全领域（例如IP/IC保护、密钥生成等）。本文将以可穿戴设备为例,对物理不可克隆函数进行研究和实验。本文首先从PUF的分类、应用、属性及评估等方面入手,对PUF的特点进行系统全面的介绍和阐述。本文接下来会对一种经典的PUF类型——基于时延的PUF类型进行详细的展开说明。本文首先介绍现有的基于时延的PUF类型,包括仲裁器PUF、基于环形振荡器的PUF（RO PUF）以及毛刺PUF等。接下来比较现有三种时延PUF类型的相同和区别之处,最后会对目前经典的时延PUF类型的缺点进行总结。其次,针对上述经典时延PUF类型的缺点和不足之处,本文提出一种新型时延的PUF方案——组合电路时延PUF（Combinational Circuit Delay-PUF,CCD-PUF）,以降低现有PUF的硬件资源消耗并且提高时延PUF类型的唯一性和稳定性。本文根据CCD-PUF产生的精确时延进行统计和评估,结果显示PUF电路结合精确时延可以有效提高现有时延PUF的唯一性。此外,在产生相同位数激励响应对的情况下,CCD-PUF与现有时延PUF相比有效降低了FPGA硬件资源消耗。此结果说明本文的组合电路结构对于时延类型PUF的硬件消耗以及性能改善具有重要意义。本文基于组合电路的思想,依次论述CCD-PUF的基本结构、工作原理、整体设计、性能指标等方面的内容。此外,本文考虑CCD-PUF结构在硬件木马方向上的应用,利用CCD-PUF产生精确时延的工作原理来检测硬件木马是否存在。