[發明專利]用于隨機數產生器的延遲裝置及方法及其隨機數產生器

在審

• 申請號: 201310143391.8
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103927147A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 朱奉升
• 申請（專利權）人: 擎泰科技股份有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發明涉及一種用于一隨機數產生器的延遲裝置及方法及其隨機數產生器，尤其涉及一種可產生延遲的輸入信號以提供予隨機組件，進而提升隨機性的延遲裝置及方法及其隨機數產生器。

背景技術

隨機數產生器普遍應用于密碼學中，用來提供隨機的數值或不定值，以產生可用于同步或異步加密算法的隨機數、隨機數或金鑰。公知隨機數產生器的隨機數源（entropy?source）具有數個相同或不同的隨機組件，而每一隨機組件的輸出值可相互結合，進而產生一隨機的輸出結果。

公知隨機組件可分為二種類型：延遲變異型（jitter-based）及亞穩態型（metastability-based），此二種類型的隨機組件都可用來產生隨機位值。一般來說，隨機位值的隨機性會受到環境因素的影響，如工藝過程、電壓及溫度等。舉例來說，工藝偏移會影響隨機性。由于工藝偏移造成隨機組件出現某種程度的一致性，使得隨機組件所輸出的隨機位值因此偏離真正的隨機。在某些情況下，此一致性可能造成隨機組件持續產生相同的位值輸出（如一連串的1或一連串的0），抑或輸出的隨機位值具有周期性。如此一來，隨機數產生器的隨機性會降低。

為達到較高的隨機性，公知隨機數產生器的隨機數源往往使用大量的隨機組件并結合這些隨機組件的輸出結果。然而，大量的隨機組件會消耗大量的電能并占據大幅電路面積。除此之外，隨機組件通常是通過半導體工藝中的標準邏輯單元（standard?logic?cell）電路來實現，而每一標準邏輯單元都具有某種程度的一致性，因此，將這些具有同構型的隨機組件的輸出值結合，所產生的結果往往不具有令人滿意的隨機性。再者，用于隨機組件的觸發信號通常來自于同一個系統頻率，而系統頻率的周期性使得不同隨機組件可能具有相似的觸發結果。有鑒于此，公知技術實有改善的必要。

發明內容

因此，本發明的主要目的即在于提供一種可產生延遲的輸入信號以提供予隨機組件，進而提升隨機性的延遲裝置及方法及其隨機數產生器。

本發明公開一種用于一隨機數產生器中的延遲裝置，用來產生一信號以提供予一隨機組件，該延遲裝置包括有一延遲模塊，用來產生多個延遲信號，其中每一延遲信號具有一延遲時間，且該延遲時間不同于其它延遲信號的延遲時間；一多任務器，耦接至該延遲模塊，用來輸出該多個延遲信號中一延遲信號作為一延遲觸發信號，以控制該隨機組件產生一隨機位值；以及一延遲選擇裝置，耦接至該多任務器，用來產生一選擇信號，該選擇信號控制該多任務器選擇輸出該延遲信號作為該延遲觸發信號。

本發明還公開一種隨機數產生器，包括有一隨機組件；以及一延遲裝置，用來產生一信號以提供予該隨機組件。該延遲裝置包括有一延遲模塊，用來產生多個延遲信號，其中每一延遲信號具有一延遲時間，且該延遲時間不同于其它延遲信號的延遲時間；一多任務器，耦接至該延遲模塊，用來輸出該多個延遲信號中一延遲信號作為一延遲觸發信號，以控制該隨機組件產生一隨機位值；以及一延遲選擇裝置，耦接至該多任務器，用來產生一選擇信號，該選擇信號控制該多任務器選擇輸出該延遲信號作為該延遲觸發信號。

本發明還公開一種隨機數產生器，包括有多個隨機組件；以及一延遲裝置，用來產生一信號以提供予該多個隨機組件中每一隨機組件。該延遲裝置包括有一延遲模塊，用來產生多個延遲信號，其中每一延遲信號具有一延遲時間，且該延遲時間不同于其它延遲信號的延遲時間；多個多任務器，其中每一多任務器都耦接至該延遲模塊，用來輸出該多個延遲信號中一延遲信號作為一延遲觸發信號，以控制該多個隨機組件中每一隨機組件產生一隨機位值；以及一延遲選擇裝置，耦接至該多個多任務器，用來產生一選擇信號，該選擇信號控制該多個多任務器中每一多任務器選擇輸出該延遲信號作為該延遲觸發信號。

本發明還公開一種在一隨機數產生器中產生一信號以提供予一隨機組件的方法，包括有產生多個延遲信號，其中每一延遲信號具有一延遲時間，且該延遲時間不同于其它延遲信號的延遲時間；以及產生一選擇信號，該選擇信號選擇輸出該多個延遲信號中一延遲信號作為一延遲觸發信號，以控制該隨機組件產生一隨機位值。

附圖說明

圖1為本發明實施例一亞穩態型隨機組件的示意圖。

圖2A為亞穩態型隨機組件在振蕩模式時的等效電路示意圖。

圖2B為亞穩態型隨機組件在解析模式時的等效電路示意圖。

圖3為本發明實施例亞穩態型隨機組件的波形示意圖。

圖4A為使用延遲觸發信號的亞穩態型隨機組件的波形示意圖。

圖4B為圖4A的波形的細部示意圖。