不可预测。由于芯片微小物理参数差异是在芯片制造过程中工艺等不可控因素随机生成，挑战和响应之间的关系由这些物理差异决定，无法预先设定，因此，也是无法预测的，对于任意的挑战C，对于某个特定的PUF模块，无法预测响应R。
不可克隆。即使 PUF的设计被攻击者窃取，也无法恢复或制造相同特性的物理PUF芯片；即使某些挑战和相应的响应被泄露，攻击者也不能通过数学建模预知挑战-响应（输入-输出）行为特性。
不可篡改。攻击者无法通过侵入式或非侵入式攻击方式读取或操纵PUF响应，攻击方式不限于侧信道、逆向工程、LVP、FIB等，任何物理探测的尝试都将会极大地改变PUF电路的特性，从而产生一个不同的数字。
不用存储。对于一个挑战输入，PUF将输出对应的响应，这个响应可以用作密钥等安全参数，密钥等安全参数是动态生成，用后消除，无需存储，让攻击者无处下手窃取密钥等安全参数。
随机性。PUF利用芯片制造过程中的不均匀性和不可预测性，造成芯片的阈值电压、漏源电流、电感、反射等参数具有良好的随机性，因此形成的熵源也具有良好的随机性。
独一性。由于芯片的微小物理参数差异不是人工控制生成，是无法预测而天生的，就象世上没有两片一样的叶子，芯片也如此，由于每个芯片的物理特性是独特的，因此，PUF能够生成独一的物理函数。
稳定性。 PUF 针对重复输入相同的挑战，响应总是相同的属性，而不管外部操作变化。如果PUF用于设备标识、密钥等安全参数生成，则PUF应满足稳定性。
可靠性。PUF必须具有高可靠性，能够经受老化和温度变化的考验，能够在各种操作环境下正常工作，并且不易受到外部干扰和损坏。
