[發明專利]一種隨機數生成裝置及方法

有效

• 申請號: 202080004611.7
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN112912838B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 吉瑞沙·師瓦林加帕·瑞瓦帝加;魏卓;李臻;殷新星
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 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: 王亞楠

1.一種隨機數生成裝置，其特征在于，包括電網頻率ENF提取器、熵生成模塊和熵池，所述ENF提取器的輸入端用于連接電網，所述ENF提取器的輸出端與所述熵生成模塊的輸入端連接，所述熵生成模塊的輸出端與所述熵池連接；

所述ENF提取器，用于提取所述電網的ENF信號；

所述熵生成模塊，用于根據所述ENF信號生成第一比特數據；

所述熵池，用于接收至少一個輸入數據，所述至少一個輸入數據包括所述第一比特數據；根據所述至少一個輸入數據生成隨機數；

其中，所述熵池包括第一運算電路、確定性隨機位產生器DRBG、存儲區和接口電路，所述第一運算電路與所述熵生成模塊的輸出端連接，所述DRBG分別與所述熵生成模塊的輸出端和所述第一運算電路連接；

所述DRBG，用于根據所述至少一個輸入數據對應生成至少一個第三比特數據，所述至少一個第三比特數據包括第二比特數據；

所述第一運算電路，用于對從所述熵生成模塊接收到的第一比特數據和所述第二比特數據進行異或運算，生成第一隨機數，所述第一隨機數為真隨機數；

所述存儲區，用于存儲所述至少一個第三比特數據；

所述接口電路，用于在接收到偽隨機數請求消息后，從所述存儲區隨機讀取第三比特數據，并根據隨機讀取的所述第三比特數據輸出第二隨機數，所述第二隨機數為偽隨機數。

2.根據權利要求1所述的隨機數生成裝置，其特征在于，所述存儲區包括第一存儲區和第二存儲區；

所述第一存儲區，用于存儲熵率大于第一閾值的第三比特數據；

所述第二存儲區，用于存儲熵率不大于所述第一閾值的第三比特數據；

所述DRBG，還用于根據所述至少一個第三比特數據分別對應的熵率，將所述至少一個第三比特數據中熵率大于所述第一閾值的第三比特數據存入所述第一存儲區，以及將所述至少一個第三比特數據中熵率不大于所述第一閾值的第三比特數據存入所述第二存儲區。

3.根據權利要求2所述的隨機數生成裝置，其特征在于，所述偽隨機數請求消息包括全熵偽隨機數請求消息和減熵偽隨機數請求消息；

所述接口電路具體用于：

在接收到所述全熵偽隨機數請求消息后，從所述第一存儲區隨機讀取所述第三比特數據；以及

在接收到所述減熵偽隨機數請求消息后，從所述第二存儲區隨機讀取所述第三比特數據。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的隨機數生成裝置，其特征在于，所述熵生成模塊包括模數轉換器和第二運算電路；

所述模數轉換器，用于將所述ENF信號由模擬信號轉換為數字信號；

所述第二運算電路，用于對轉換為數字信號的ENF信號進行運算，得到所述第一比特數據。

5.根據權利要求4所述的隨機數生成裝置，其特征在于，所述熵生成模塊還包括預處理電路，所述預處理電路分別與所述ENF提取器和所述模數轉換器連接；

所述預處理電路用于對所述ENF信號進行預處理，并將預處理之后的ENF信號輸出給所述模數轉換器。

6.根據權利要求5所述的隨機數生成裝置，其特征在于，所述預處理電路還用于：

檢測所述ENF信號的信號質量；

根據所述ENF信號的信號質量，持續或停止向模擬轉換器輸出所述ENF信號。

7.一種隨機數生成方法，其特征在于，包括：

獲取至少一個輸入數據，所述至少一個輸入數據包括第一比特數據，所述第一比特數據是根據電網頻率ENF信號生成的；

根據所述至少一個輸入數據生成隨機數；

其中，根據所述至少一個輸入數據生成隨機數，包括：

根據所述至少一個輸入數據對應生成至少一個第三比特數據，所述至少一個第三比特數據包括第二比特數據；

對當前的第一比特數據和所述第二比特數據進行異或運算，生成第一隨機數，所述第一隨機數為真隨機數；

存儲所述至少一個第三比特數據；

在接收到偽隨機數請求消息后，從已存儲的所述至少一個第三比特數據中隨機讀取第三比特數據，并根據隨機讀取的所述第三比特數據輸出第二隨機數，所述第二隨機數為偽隨機數。