[發(fā)明專利]高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011037303.2
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112181362A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉偉
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州矗聯(lián)電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;G06F15/78
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

1.一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于，包括：數(shù)字驅(qū)動模塊、混沌噪聲采集模塊、后處理模塊、在線檢測模塊、輸出模塊；

所述數(shù)字驅(qū)動模塊生成數(shù)字驅(qū)動信號，并發(fā)送至混沌噪聲采集模塊；

所述混沌噪聲采集模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、多個超晶格器件和多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收將所述數(shù)字驅(qū)動信號，并將其轉(zhuǎn)換為模擬波形，同時利用所述模擬波形驅(qū)動各路超晶格器件，產(chǎn)生混沌振蕩；各模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與對應(yīng)的超晶格器件相連，采樣對應(yīng)超晶格器件產(chǎn)生的混沌振蕩，并輸出原始隨機序列；

所述后處理模塊接收各模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的原始隨機序列，并分別進行隨機性提取，得到多組足熵的物理隨機數(shù)；

所述在線檢測模塊對各組物理隨機數(shù)按位異或后，發(fā)送至輸出模塊以提供給應(yīng)用系統(tǒng)使用，同時還發(fā)送至所述數(shù)字驅(qū)動模塊供其生成數(shù)字驅(qū)動信號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)字驅(qū)動模塊、后處理模塊和在線檢測模塊均選用FPGA芯片。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于：所述超晶格器件與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣通道的數(shù)量相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生系統(tǒng)，其特征在于：所述在線檢測模塊對各組物理隨機數(shù)的隨機性指標進行實時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)某路故障，便發(fā)出報警信號。

5.一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于，包括以下步驟：

利用數(shù)字驅(qū)動模塊生成數(shù)字驅(qū)動信號，并發(fā)送至混沌噪聲采集模塊，所述混沌噪聲采集模塊包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器、多個超晶格器件和多個模數(shù)轉(zhuǎn)換器；

利用所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器接收將所述數(shù)字驅(qū)動信號，并將其轉(zhuǎn)換為模擬波形，同時利用所述模擬波形驅(qū)動各路超晶格器件，產(chǎn)生混沌振蕩；各模數(shù)轉(zhuǎn)換器分別與對應(yīng)的超晶格器件相連，采樣對應(yīng)超晶格器件產(chǎn)生的混沌振蕩，并輸出原始隨機序列；

利用后處理模塊接收各模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出的原始隨機序列，并分別進行隨機性提取，得到多組足熵的物理隨機數(shù)；

利用在線檢測模塊對各組物理隨機數(shù)按位異或后，發(fā)送至輸出模塊以提供給應(yīng)用系統(tǒng)使用，同時還發(fā)送至數(shù)字驅(qū)動模塊供其生成數(shù)字驅(qū)動信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于：所述數(shù)字驅(qū)動模塊、后處理模塊和在線檢測模塊均選用FPGA芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于：所述超晶格器件與模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣通道的數(shù)量相等。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高可靠的物理隨機數(shù)發(fā)生方法，其特征在于：還包括利用在線檢測模塊對各組物理隨機數(shù)的隨機性指標進行實時檢測，一旦發(fā)現(xiàn)某路故障，便發(fā)出報警信號。