[實(shí)用新型]真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、包括其的控制系統(tǒng)、電子裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920272486.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN209447149U
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李洋;張敏;梁夢(mèng)雷;武堃;耿羅鋒;彭華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門碼靈半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F7/58
• 分類號(hào): G06F7/58
• 代理公司: 北京天健君律專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11461
• 代理人: 羅延紅;金丹

本實(shí)用新型屬于集成電路設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中基于硬件生成的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器存在精度不夠和電路復(fù)雜的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、控制系統(tǒng)、電子裝置；所述真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器包括多個(gè)并列連接的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，多個(gè)分別與所述隨機(jī)數(shù)源產(chǎn)生模塊中每個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路連接的線性反饋移位寄存器；其中，基于所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的配置，從所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端中選擇任意一路作為隨機(jī)數(shù)的結(jié)果輸出，或者將所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端按照預(yù)定運(yùn)算處理后，作為隨機(jī)數(shù)的結(jié)果輸出。因此，在保證隨機(jī)數(shù)發(fā)生精度的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及集成電路設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的技術(shù) 領(lǐng)域，更具體地，涉及一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、控制系統(tǒng)、電子裝置。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用，對(duì)隨機(jī)數(shù)的依賴越來越多，例如，在 計(jì)算機(jī)仿真、驗(yàn)證碼的生成、密鑰的生成、數(shù)字簽名和身份認(rèn)證等方面；很多 地方要求有使用方便、安全快捷的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方法。例如，在密鑰生成的應(yīng)用 中，要產(chǎn)生一個(gè)理想的密鑰，僅僅靠人類主觀的來輸入一個(gè)密碼是無法達(dá)到要 求的；因?yàn)槟菢訒?huì)有太強(qiáng)的主觀性，所以一般都會(huì)采用隨機(jī)數(shù)來生成所需要的 密鑰，這也使得基于各種理論的隨機(jī)數(shù)的發(fā)生器得到了廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中發(fā)現(xiàn)：軟件型的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路方便快 捷，但是安全性不高，而且必須借助電腦運(yùn)行，在一些重要場(chǎng)合往往不方便使 用，而且有安全漏桐。目前大多數(shù)硬件隨機(jī)數(shù)發(fā)生器方案通常可歸為三大類：a、 直接放大，b、離散時(shí)間混濁，c、振蕩器采樣。其中：

1、直接放大技術(shù)，是使用高增益高帶寬放大器來處理由熱噪聲或散射噪聲 引起的電壓變化，運(yùn)種方案的缺點(diǎn)是采用運(yùn)種方法時(shí)設(shè)計(jì)人員必須要考慮其它 一些因素，如系統(tǒng)熱噪聲通常與基底噪聲及電源電壓波動(dòng)等局部特征耦合在一 起，如果電路沒有正確屏蔽，運(yùn)些因素便會(huì)使熱噪聲源的隨機(jī)性受到影響。

2、離散時(shí)間混濁法，是使用模擬信號(hào)處理技術(shù)產(chǎn)生隨機(jī)位流，一般來說， 單獨(dú)使用這種技術(shù)本身尚不足產(chǎn)生隨機(jī)序列，因?yàn)殡娐返牟粶?zhǔn)確性限制了A/D 轉(zhuǎn)換分辨率，也降低了系統(tǒng)產(chǎn)生隨機(jī)序列的能力；所以為獲得非確定隨機(jī)性， 運(yùn)種技術(shù)常常要與其它技術(shù)配合使用。

3、振蕩器采樣，也是隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(簡(jiǎn)稱RNG)設(shè)計(jì)中最流行的方法。發(fā)明 人發(fā)現(xiàn)目前市面上常用的基于振蕩器采樣設(shè)計(jì)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，通常是利用兩 個(gè)獨(dú)立工作的高、低頻振蕩器之間的相對(duì)關(guān)系來得到非確定噪聲源，用高抖動(dòng) 低頻振蕩器采樣高頻振蕩器，從而產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)序列，然后增加復(fù)雜的電路來改 善隨機(jī)數(shù)發(fā)生精度，例如需要使用大量的反相器和異或門，這樣導(dǎo)致其成本高、 電路功耗也較高、且不易集成；所以這種純粹依賴硬件生成的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器， 依然存在隨機(jī)數(shù)發(fā)生精度不夠，并且還需要提供很復(fù)雜、成本高的硬件電路。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中基于硬件生成的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器存在精度不夠和電路復(fù) 雜的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、控制系統(tǒng)、電子裝置， 采用簡(jiǎn)潔電路設(shè)計(jì)，達(dá)到低價(jià)、快速產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的目的；在保證隨機(jī)數(shù)發(fā)生精 度的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有低功耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案包括：

本實(shí)用新型一方面提供一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，其特征在于，包括：

隨機(jī)數(shù)源產(chǎn)生模塊，包括多個(gè)并列連接的隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生電路，并且每個(gè)隨機(jī) 數(shù)產(chǎn)生電路包括產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)源的振蕩電路；

數(shù)字后處理模塊，包括多個(gè)分別與所述隨機(jī)數(shù)源產(chǎn)生模塊中所述每個(gè)隨機(jī) 數(shù)產(chǎn)生電路連接的線性反饋移位寄存器；

其中，所述數(shù)字后處理模塊基于所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的配置，從 所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端中選擇任意一路作為隨機(jī)數(shù)的結(jié)果輸 出，或者將所述多個(gè)線性反饋移位寄存器的輸出端按照預(yù)定運(yùn)算處理后，作為 隨機(jī)數(shù)的結(jié)果輸出。