[發明專利]一種高速隨機數產生方法及裝置

有效

• 申請號: 201810188892.0
• 申請日: 2018-03-08
• 公開（公告）號: CN108345446B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 張建國;張琪琪;王云才;王安幫;李璞
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

1.一種高速隨機數產生方法，其特征在于，所用裝置包括熵源模塊（100）和熵采樣模塊（200）；

（1）所述熵源模塊（100）是由 N 個節點首尾相連組成環狀拓撲結構，利用數字邏輯電路中邏輯門的非理想性特性以及系統噪聲的影響，各個邏輯門之間的傳輸延時不同，各個節點的輸出呈現混沌動態，作為熵源；所述 N 個節點包括一個異或非邏輯門構成的節點（102）以及 N-1個異或邏輯門構成的節點（101）_N-i，其中 N、i為整數，N 值等于 3n，n為正整數，i ∈（1~N-1）；每個節點的兩個輸入端分別連接左右相鄰節點的輸出端；N個節點的輸出端連接到熵采樣模塊（200），進行采樣、量化；

（2）所述熵采樣模塊（200）采用D觸發器對各個節點的輸出信號進行采樣、量化；所述D觸發器為N個并與N 個節點一一對應，每個D觸發器的輸入端連接與其對應的熵源模塊（100）中一個節點的輸出端，每個D 觸發器的時鐘信號輸入端均用于輸入時鐘信號（300），并根據輸入時鐘信號（300），將熵源信號采樣、量化，最后每個D觸發器輸出端輸出具有良好隨機特性的隨機數序列。

2.如權利要求 1 所述的一種高速隨機數產生方法，其特征在于，所述時鐘信號（300）由外部時鐘提供，時鐘信號≤1GHz。

3.一種高速隨機數產生裝置，用于實現如權利要求2所述的方法，其特征在于，包括熵源模塊（100）、熵采樣模塊（200）和提供時鐘信號（300）的外部時鐘；

所述熵源模塊（100）是由 N 個節點首尾相連組成環狀拓撲結構，所述 N 個節點包括一個異或非邏輯門構成的節點（102）以及 N-1個異或邏輯門構成的節點（101）_N-i，其中 N、i為整數，N 值等于 3n，n為正整數，i ∈（1~N-1）；每個節點的兩個輸入端分別連接左右相鄰節點的輸出端；N個節點的輸出端連接到熵采樣模塊（200）；

所述熵采樣模塊（200）采用D觸發器對各個節點的輸出信號進行采樣、量化；所述D觸發器為N個并與N 個節點一一對應，每個D觸發器的輸入端連接與其對應的熵源模塊（100）中一個節點的輸出端，每個D 觸發器的時鐘信號輸入端均連接外部時鐘；每個D觸發器的輸出端用于輸出具有良好隨機特性的隨機數序列。