본 발명은 제1 방향으로 연장되는 다수의 매치라인과 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되는 다수의 서치라인쌍 사이에 각각 연결되는 2개의 자기-정류 강유전체 터널 접합 소자(Self-rectifying Ferroelectric Tunnel Junction Element: 이하 SR-FTJ)로 구성되는 다수의 메모리 셀; 다수의 매치라인과 다수의 서치라인쌍으로 동작 상태에 따른 전압을 공급하는 전원 공급부; 및 CAM(Content Addressable Memory) 모드와 PUF(Physically Unclonable Function) 모드 중 PUF 모드로 동작 시에 챌린지로서 전송된 주소에 따라 선택되는 매치라인에 연결된 다수의 메모리 셀 각각의 2개의 SR-FTJ에 역방향 전압이 인가되어 발생하는 누설 전류에 의해, 선택된 매치라인에 발생되는 전압 변화를 감지 증폭하여 챌린지에 대응하는 응답을 생성하는 PUF 응답 생성부를 포함하여, CAM과 PUF의 듀얼 모드로 동작할 수 있는 자기-정류 강유전체 터널 접합 소자 기반 메모리 장치 및 이의 동작 방법을 제공한다.