[發明專利]一種偽隨機數生成器及偽隨機數生成方法

有效

• 申請號: 201110428803.3
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102520908A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 金銀軍;李曉龍;寧振虎;周端陽;王博;喻賢成
• 申請（專利權）人: 大唐微電子技術有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 栗若木;曲鵬

技術領域

本發明涉及數據信號生成技術領域，尤其涉及一種偽隨機數生成器及偽隨機數生成方法。

背景技術

偽隨機數在計算機軟件、硬件、安全等領域有著廣泛的應用，因而產生高效優質(即隨機性高)的偽隨機數變得非常重要。當前產生偽隨機數的方案是通過模指數定義的偽隨機數發生器產生。在偽隨機數生成過程中，需要一直對數據求n次方，并按順序保存數據。利用該現有方法產生的數據，其長度可長可短，但容易出現循等破壞偽隨機數質量的數據。總體而言，現有的偽隨機數生成方案所產生的偽隨機數，占用空間大，效率低，并且所產生數據的隨機性也不夠高，不能滿足當前實際應用中對隨機性越來越高的要求。

因此，如何高效地生成高質量的偽隨機數成為當前需要解決的一個問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種偽隨機數生成器及偽隨機數生成方法，用于克服當前偽隨機數生成效率低且質量較差的缺陷，解決如何實現高效地生成高質量偽隨機數的技術問題。

為了解決上述問題，本發明提出了一種偽隨機數生成器，包括：

奇偶判斷模塊，用于判斷當前偽隨機數a_i是奇數還是偶數，若為偶數，則將當前偽隨機數送入平方處理模塊，若為奇數，則將當前偽隨機數送入雙曲處理模塊；

所述平方處理模塊，用于對當前偽隨機數a_i按照平方算法生成下一偽隨機數a_i+1；

所述雙曲處理模塊，用于對當前偽隨機數a_i按照雙曲算法生成下一偽隨機數a_i+1。

其中，所述平方處理模塊，在a_i是偶數時，進行平方處理時，令a_i+1＝S(a_i)來獲得新的偽隨機數a_i+1；其中，函數S(x)＝x²mod?p；p是一個素數。

其中，所述雙曲處理模塊，在a_i是奇數時，進行雙曲處理時，令a_i+1＝T(a_i)來獲得新的偽隨機數a_i+1；其中，函數T(x)＝(x-x^-1)mod?p；p是一個素數。

本發明還提供一種偽隨機數生成器，包括：

參數輸入模塊，用于配置初始參數及初始偽隨機數a₀；

奇偶判斷模塊，用于判斷當前偽隨機數a_i是奇數還是偶數，若為偶數，則將當前偽隨機數送入平方處理模塊，若為奇數，則將當前偽隨機數送入雙曲處理模塊；

所述平方處理模塊，用于對當前偽隨機數a_i按照平方算法生成下一偽隨機數a_i+1輸出至計數判斷模塊；

所述雙曲處理模塊，用于對當前偽隨機數a_i按照雙曲算法生成下一偽隨機數a_i+1輸出至計數判斷模塊；

所述計數判斷模塊，用于接收下一偽隨機數a_i+1，對計數值i進行加1遞增令i＝i+1，將利用平方處理或雙曲處理后所得的偽隨機數a_i+1作為當前偽隨機數a_i，判斷當前計數值i是否大于預設計數門限L，若遞增后的計數值大于預設計數門限，即i＞L，則跳轉至溢出處理模塊進行處理，否則，將當前偽隨機數a_i發送給輸出模塊；

溢出處理模塊，用于在i＞L時，對偽隨機數a_i進行溢出處理，令a_i＝(a_i-a_i-L)mod?p，將a_i作為偽隨機數輸出至輸出模塊；

所述輸出模塊，一方面用于對外輸出新生成的偽隨機數a_i，另一方面將新生成的偽隨機數a_i及當前計數值i反饋至奇偶判斷模塊，用于繼續生成下一個偽隨機數。

其中，所述參數輸入模塊配置初始參數的包括：一個大素數p，一個用于限制初始a₀的長度的整數N；一個整數L，用于作為對計數值i進行大小判斷的門限值；所述初始偽隨機數a₀是一個非平凡(nonuniform)大數，即計數值i＝0。