[發明專利]一種針對真隨機數發生器的電源毛刺故障攻擊測評平臺

有效

• 申請號: 201810411573.1
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108710561B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王安;張琦;邵立偉;王竹萍;魏凡星;李正華;祝烈煌
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;中山北京理工大學研究院
• 主分類號: G06F11/34
• 分類號: G06F11/34;G06F7/58
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

1.一種針對真隨機數發生器的電源毛刺故障攻擊測評平臺，其特征在于包括毛刺控制模塊、電壓轉換模塊、數據采集器和測評計算機；

所述毛刺控制模塊用于產生毛刺信號，毛刺控制模塊能夠指定毛刺類型為正向毛刺或負向毛刺，毛刺信號的脈寬和周期根據測評需求任意設定；

所述電壓轉化模塊用于對毛刺控制模塊輸出的毛刺信號進行電壓轉換，使其對應為真實的電壓值，將毛刺控制模塊輸出信號中的非毛刺部分轉換為待測真隨機數發生器的額定電壓，以驅動真隨機數發生器的正常工作；

所述數據采集器用于收集真隨機數發生器在電源毛刺故障狀態下產生的數據；

所述測評計算機用于對真隨機數發生器進行統計隨機性測試；

上述各部分之間的連接關系為：毛刺控制模塊的輸出端與電壓轉換模塊的輸入端相連；電壓轉化模塊的輸出端與待測的真隨機數發生器相連，用于向真隨機數發生器供電；真隨機數發生器的輸出端與數據采集器的輸入端相連，數據采集器的輸出端與測評計算機相連。

2.如權利要求1所述的一種針對真隨機數發生器的電源毛刺故障攻擊測評平臺，其特征在于，平臺工作過程如下：

首先，將待測的真隨機數發生器連入平臺；

然后，在毛刺控制模塊中設定毛刺信號的脈寬和周期，將產生的毛刺信號輸入至電壓轉化模塊進行電壓轉化，作為真隨機數發生器的供電電壓，其中，毛刺控制模塊輸出信號中的非毛刺部分轉換為待測真隨機數發生器的額定電壓，以驅動真隨機數發生器的正常工作；毛刺部分轉換為真隨機數發生器工作中可到達的最低或最高電壓；

此時，真隨機數發生器開始工作，數據采集器采集真隨機數發生器產生的信號隨機序列并將其發送至測評計算機中；測評計算機對隨機序列進行統計隨機性測試，判斷真隨機數發生器在電源毛刺故障狀態下產生的隨機數的隨機性好壞。

3.如權利要求1所述的一種針對真隨機數發生器的電源毛刺故障攻擊測評平臺，其特征在于，所述毛刺控制模塊基于FPGA設計，包含四個組件：倍頻器、計數器、譯碼器和選擇器；其中，倍頻器輸出端與計數器輸入端相連，計數器輸出端與譯碼器輸入端相連，譯碼器輸出端與選擇器輸入端相連；

以FPGA的時鐘作為初始時鐘，通過倍頻器對其進行倍頻以產生高頻時鐘信號；然后，使用高頻時鐘信號控制計數器計數產生合適的脈寬和周期的毛刺信號；譯碼器用來對計數器進行譯碼，其結果送至選擇器中進行判斷，以確定是否輸出該毛刺信號。

4.如權利要求1所述的一種針對真隨機數發生器的電源毛刺故障攻擊測評平臺，其特征在于包括示波器，用于觀察毛刺信號的生成效果；示波器與電壓轉化模塊的輸出端相連。