[實用新型]一種真隨機數發生器

有效

• 申請號: 201821714407.0
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN208888796U
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 來晟;盧文吉;馮世柱;陳琦;方偉
• 申請（專利權）人: 浙江大華技術股份有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本實用新型提供了一種真隨機數發生器，包括低頻振蕩環、第一異或邏輯門XOR、至少兩個高頻振蕩環、與高頻振蕩環數量相同的第一觸發器；每個高頻振蕩環分別與對應的第一觸發器的觸發端連接，用于產生高頻信號；低頻振蕩環與每個第一觸發器的時鐘端連接，用于產生低頻信號；每個第一觸發器的輸出端與第一XOR的輸入端連接，用于根據低頻信號對高頻信號進行采樣，并將采樣信號發送給第一XOR；第一XOR，用于對接收到的每個采樣信號進行邏輯異或處理，生成第一隨機數。本實用新型通過采用不穩定的低頻信號對不穩定的高頻信號進行采樣，可優先從根本上保證隨機源的隨機性，然后再對采樣信號進行異或處理，進一步保證了生成的隨機數的隨機性。

技術領域

本實用新型涉及信息安全技術領域，尤其涉及一種真隨機數發生器。

背景技術

現在已經步入信息化時代，信息保護變得尤為重要，因此信息安全保護成為一個值得深入研究的方向。其中，信息安全系統主要是以密碼學為基礎，在傳輸和終端上運用信息安全技術。目前主流的信息安全保護措施中，隨機數是不可或缺的一部分，例如在加密技術、身份認證技術等多個環節中都需要使用隨機數，利用隨機數的隨機性來加密信息和設備保護。所以隨機數作為信息安全系統中的重要組成部分，為了防止攻擊者入侵，每個信息安全系統都會把隨機數作為密鑰。

具體地，隨機數可分為：偽隨機數和真隨機數。當把偽隨機數作為密鑰時，可通過專門的生成多項式產生多位循環碼，但是循環碼的特點會讓攻擊者有機會預測到偽隨機數，從而攻破整個信息安全系統。當把真隨機數作為密鑰時，可通過直接放大法、離散事件混沌法或振蕩器采樣法產生真隨機數，由于真隨機數無法預測，因此真隨機數具有更高的安全性。

目前真隨機數的產生方式主要是利用振蕩器采樣法，其中現有技術在利用數字電路控制振蕩環工作產生隨機數時，由兩個高頻信號直接異或后，再由低頻信號采樣產生，不能保證真隨機數的隨機性。

實用新型內容

本實用新型提供了一種真隨機數發生器，用于克服現有技術中真隨機數的隨機性得不到保證的問題。

為克服上述技術問題，本實用新型提供了一種真隨機數發生器，所述真隨機數發生器包括：低頻振蕩環、第一異或邏輯門XOR、至少兩個高頻振蕩環、與所述高頻振蕩環數量相同的第一觸發器；其中，

每個所述高頻振蕩環分別與對應的第一觸發器的觸發端連接，用于產生高頻信號；

所述低頻振蕩環與每個所述第一觸發器的時鐘端連接，用于產生低頻信號；

每個所述第一觸發器的輸出端與所述第一XOR的輸入端連接，用于根據所述低頻信號對所述高頻信號進行采樣，并將采樣信號發送給所述第一XOR；

所述第一XOR，用于對接收到的每個采樣信號進行邏輯異或處理，生成第一隨機數。

由上述可知，本實用新型提供的真隨機數發生器在產生真隨機數時，將低頻震蕩環產生的低頻信號作為系統時鐘信號，對高頻震蕩環產生的高頻信號進行采樣，然后再由第一XOR對獲取到的采樣信號進行邏輯異或處理，生成第一隨機數。由于震蕩環產生的都是不規則、不穩定的信號，因此在本實用新型中，先通過不穩定的低頻信號對不穩定的高頻信號進行采樣，可增加隨機數的隨機性，再通過第一XOR進行邏輯異或處理，可進一步提高第一隨機數的隨機性。

具體地，所述真隨機數發生器還包括：第一處理電路；

所述第一處理電路包括：第二XOR和至少兩級串行連接的寄存器組成的第一寄存器鏈；