[發(fā)明專利]加強隨機數(shù)生成器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710895967.4
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN108073383B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 威廉·韋森;斯科特·約翰森;卡提卡·佩里亞塔姆比;林恩·博斯
• 申請（專利權(quán)）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李寶泉;周亞榮

1.一種隨機數(shù)生成器設備，包括：

模擬電路，所述模擬電路包括被配置成以隨機塌縮時間從不穩(wěn)定振蕩狀態(tài)塌縮到穩(wěn)定振蕩狀態(tài)的環(huán)形振蕩器；

計數(shù)器，所述計數(shù)器對表示所述隨機塌縮時間的計數(shù)器值進行計數(shù)；

鎖存器，所述鎖存器存儲所述計數(shù)器值；以及

截取器，所述截取器基于所存儲的計數(shù)器值的截取來生成隨機數(shù)，其中所述截取的長度是基于由所述截取器接收的偽隨機值的隨機變量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

偽隨機數(shù)生成器，所述偽隨機數(shù)生成器提供所述偽隨機值。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

專用電壓調(diào)節(jié)器，所述專用電壓調(diào)節(jié)器向所述環(huán)形振蕩器提供專用電力；以及

電源，所述電源向所述隨機數(shù)生成器的除所述環(huán)形振蕩器以外的部分提供電力。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的隨機數(shù)生成器設備，其中，所述專用電壓調(diào)節(jié)器是低壓差調(diào)節(jié)器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，其中，所述計數(shù)器是格雷碼計數(shù)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，所述環(huán)形振蕩器包括主環(huán)形振蕩器和參考環(huán)形振蕩器。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨機數(shù)生成器設備，所述隨機數(shù)生成器設備進一步包括：

相位頻率檢測器，所述相位頻率檢測器將所述參考環(huán)形振蕩器的相位與所述主環(huán)形振蕩器的相位進行比較以檢測所述主環(huán)形振蕩器的塌縮事件；以及

其中，所述鎖存器基于由所述相位頻率檢測器對所述塌縮事件的檢測來捕獲所述計數(shù)器值。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

專用電壓調(diào)節(jié)器，所述專用電壓調(diào)節(jié)器向所述主環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器提供專用電力；以及

電源，所述電源向所述隨機數(shù)生成器的除所述主環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器以外的部分提供電力。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

攻擊檢測模塊，所述攻擊檢測模塊對所述主環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器的輸出進行異或；以及

分析器，所述分析器基于所述攻擊檢測模塊的能夠預測的異或輸出來檢測所述主環(huán)形振蕩器和所述參考環(huán)形振蕩器的頻率鎖定。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

控制寄存器，所述控制寄存器具有均與多個后處理方法中的一個后處理方法相關(guān)聯(lián)的比特位置或值；以及

后處理器，所述后處理器具有均根據(jù)所述控制寄存器中的相關(guān)聯(lián)的比特位置或值啟用的多個后處理方法。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

緩沖器，所述緩沖器存儲包括至少第一隨機數(shù)的隨機數(shù)；以及

比特攪動器，所述比特攪動器將新近接收到的隨機數(shù)與存儲的隨機數(shù)進行異或處理并且將結(jié)果存儲在所述緩沖器中。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

一組并聯(lián)的虛設反相器鏈，所述一組并聯(lián)的虛設反相器鏈在所述環(huán)形振蕩器的塌縮之前或之后被啟用。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨機數(shù)生成器設備，進一步包括：

攻擊檢測模塊，所述攻擊檢測模塊連接到一個或多個檢測器并且確定所述隨機數(shù)生成器設備是否在攻擊下，所述攻擊檢測模塊根據(jù)所述攻擊來迫使所述隨機數(shù)生成器設備進入空閑狀態(tài)。