[發明專利]一種混沌隨機數發生器及發生方法

有效

• 申請號: 202011109835.2
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112328204B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 彭金輝;雷宗華;王陽陽;劉長河;廖正赟;劉熙胖
• 申請（專利權）人: 鄭州信大捷安信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;G06N7/08
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 張立強

1.一種混沌隨機數發生器，其特征在于，包括：隨機源產生電路和后處理電路；

所述隨機源產生電路，用于通過多路混沌隨機源產生多路初始隨機源，并將多路初始隨機源數字化后進行異或疊加生成初始隨機數且輸出至后處理電路；其中，每一路混沌隨機源至少包括多個混沌映射單元，采用鏈式環形電路結構，且通過混沌映射單元中設置的三維混沌映射電路，獲取一路初始隨機源；

所述后處理電路，用于對初始隨機數進行檢測、運算與串并轉換處理后，輸出最終隨機數序列；

所述三維混沌映射電路基于三維混沌隨機數方程實現，所述三維混沌隨機數方程為：

其中，X_n為三維混沌隨機數方程對模擬信號M的第n次迭代值，X_n+1為三維混沌隨機數方程對模擬信號M的第n+1次迭代值，Y_n為三維混沌隨機數方程對模擬信號O的第n次迭代值，Y_n+1為三維混沌隨機數方程對模擬信號O的第n+1次迭代值，Z_n為三維混沌隨機數方程對模擬信號P的第n次迭代值，Z_n+1為三維混沌隨機數方程對模擬信號P的第n+1次迭代值，mod表示取模運算，N為正整數，A、B、C分別表示參考電源Vref1、Vref2、Vref3。

2.根據權利要求1所述的一種混沌隨機數發生器，其特征在于，所述三維混沌映射電路包括：第一混沌自愈單元、第二混沌自愈單元、第三混沌自愈單元、第一綜合加法器、第二綜合加法器、第三綜合加法器、基準電路單元、決策電路和編碼輸出電路；

所述第一混沌自愈單元，用于對接收的模擬信號M進行自愈檢測并輸出模擬信號X；

所述第二混沌自愈單元，用于對接收的模擬信號O進行自愈檢測并輸出模擬信號Y；

所述第三混沌自愈單元，用于對接收的模擬信號P進行自愈檢測并輸出模擬信號Z；

所述基準電路單元，用于生成參考電源Vref1、Vref2、Vref3、Vref4，分別取值為A、B、C、D；

所述第一綜合加法器，用于對所述模擬信號X、Y、Z和參考電源Vref1的取值A進行綜合加法運算，得到新的模擬信號X＝2X+Y+3Z+A；

所述第二綜合加法器，用于對所述模擬信號X、Y、Z和參考電源Vref2的取值B進行綜合加法運算，得到新的模擬信號Y＝3X+2Y+5Z+B；

所述第三綜合加法器，用于對所述模擬信號X、Y、Z和參考電源Vref3的取值C進行綜合加法運算，得到新的模擬信號Z＝2X+Y+4Z+C；

所述決策電路，用于將所述新的模擬信號X、Y進行比較以及將所述新的模擬信號Z與所述參考電源Vref4的取值D進行比較；

所述編碼輸出電路，用于根據所述決策電路的比較結果，輸出一隨機數序列。

3.根據權利要求2所述的一種混沌隨機數發生器，其特征在于，所述決策電路，具體用于：

判斷三維坐標(X，Y，Z)在立體空間中的位置，其中X、Y、Z均為新的模擬信號，當新的模擬信號XY，且新的模擬信號ZD時，輸出二進制00；當新的模擬信號X大于Y，且新的模擬信號ZD時，輸出二進制01；當新的模擬信號XY，且新的模擬信號ZD時，輸出二進制10；當新的模擬信號XY，且新的模擬信號ZD時，輸出二進制11。