[實用新型]一種真隨機數(shù)發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202221016210.6
• 申請日: 2022-04-28
• 公開（公告）號: CN217386345U
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳冰;唐漢霖
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州利爾達展芯科技有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;H03M1/12
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 王江成

本實用新型公開了一種真隨機數(shù)發(fā)生器，克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的隨機數(shù)產(chǎn)生方法可以觀察出數(shù)據(jù)的產(chǎn)生規(guī)律、適用性與安全性較低的問題，包括依次連接的：噪聲數(shù)據(jù)發(fā)生模塊，用于隨機熱噪聲，并將產(chǎn)生的熱噪聲傳送至噪聲數(shù)據(jù)采集模塊；噪聲數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集熱噪聲，并將采集到的熱噪聲傳送給信號鎖存器；信號鎖存器，用于鎖存熱噪聲信號，并將鎖存的熱噪聲信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理熱噪聲信號，輸出具有真隨機性的隨機數(shù)。可以采集到準確的模擬信號值，保證了生成的隨機數(shù)的隨機性和穩(wěn)定性，提高了安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及隨機數(shù)發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種真隨機數(shù)發(fā)生器。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展和延伸，越來越多的地方需要使用到隨機數(shù)，對于隨機數(shù)的質(zhì)量也提出了更高的要求，比如常見的密碼學(xué)、抽獎游戲、試題系統(tǒng)提取題目、密碼發(fā)生器等、程序加密等。由于密碼學(xué)中對于安全的考慮與日遞增，那么其中的隨機數(shù)部分就顯得尤為重要。

目前隨機數(shù)產(chǎn)生的方法簡單，但是不可避免的是產(chǎn)生的隨機數(shù)為偽隨機數(shù)，不能做到真正的隨機性。常見的利用C語言函數(shù)設(shè)置隨機數(shù)的種子后再利用C語言隨機數(shù)函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)，產(chǎn)生的隨機數(shù)用于程序輸入，隨機數(shù)的種子源于時間，雖然時間是不停的變化的，產(chǎn)生的隨機數(shù)也不停的變化，但是時間的變化終究是有規(guī)律可循的。其他獲取隨機數(shù)的方法，利用讀取的時間量和數(shù)列的數(shù)據(jù)池經(jīng)過一般計算或者算法得出隨機數(shù)，由于時間量并不是每個系統(tǒng)都能夠提供的，所以最簡化的情況下只是利用系統(tǒng)的執(zhí)行周期不一致性選取數(shù)列其中部分數(shù)據(jù)，實際上它們是通過一個固定的、可以重復(fù)的計算方法產(chǎn)生的，它們不是真正的隨機，因為它們實際上是可以計算出來的，但是它們具有類似于隨機數(shù)的統(tǒng)計特征，這樣的發(fā)生器叫做偽隨機數(shù)發(fā)生器。這樣就不存在一定的公平性了，同時也降低了安全性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的隨機數(shù)產(chǎn)生方法可以觀察出數(shù)據(jù)的產(chǎn)生規(guī)律、適用性與安全性較低的問題，提供了一種真隨機數(shù)發(fā)生器，產(chǎn)生真隨機數(shù)，可以采集到準確的模擬信號值，保證了生成的隨機數(shù)的隨機性和穩(wěn)定性，提高了安全性與適用性。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：包括依次連接的：

噪聲信號發(fā)生模塊，用于產(chǎn)生隨機熱噪聲，并將產(chǎn)生的熱噪聲傳送至噪聲信號采集模塊；

噪聲信號采集模塊，用于采集熱噪聲，并將采集到的熱噪聲傳送給信號鎖存器；

信號鎖存器，用于鎖存熱噪聲信號，并將鎖存的熱噪聲信號發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；

數(shù)據(jù)處理模塊，用于處理熱噪聲信號，輸出具有真隨機性的隨機數(shù)。

本實用新型提供了一種真隨機數(shù)發(fā)生器，該真隨機數(shù)發(fā)生器包括：噪聲信號發(fā)生模塊、噪聲信號采集模塊、信號鎖存器、噪聲信號處理模塊，整個數(shù)據(jù)鏈路由原始模擬隨機量產(chǎn)生噪聲，以便于后級的使用，噪聲采集裝置吧采集噪聲信號并將噪聲信號送往信號鎖存器，信號鎖存器把信號幅度鎖定住供噪聲信號處理模塊使用，噪聲信號處理模塊處理后為數(shù)字值，最終得到真隨機數(shù)，安全性高，隨機性強。

作為優(yōu)選，所述的噪聲信號采集模塊包括熱噪聲采集器，所述熱噪聲采集器與信號鎖存器連接。熱噪聲采集器主要使用對噪聲敏感的器件進行感知，比如一些熱敏電阻、一些變?nèi)蓦娙荩軌蛞蛟肼暥淖冃再|(zhì)屬性的器件，本方案可以使用類似熱敏的電阻進行熱噪聲的采集感知，從噪聲信號發(fā)生模塊到噪聲采集器完成了信號的發(fā)生和采集，后續(xù)用于模塊進行后處理。

作為優(yōu)選，還包括噪聲放大器，所述的噪聲信號采集模塊包括噪聲放大器，所述噪聲放大器分別與噪聲信號發(fā)生模塊、信號鎖存器連接。隨機數(shù)發(fā)生器使用芯片工作時候內(nèi)部的物理隨機熱噪聲作為隨機數(shù)的數(shù)據(jù)來源，由于熱噪聲波動一般非常小，如果通過鎖存器直接鎖存信號進行采集，那么可能出現(xiàn)每次采集到的數(shù)據(jù)基本一致，所以此時需要在熱噪聲源和鎖存器之間加入運放，以實現(xiàn)噪聲的放大，這樣的配置則可以采集到更準確的模擬信號值，進一步保證了生成的隨機數(shù)的隨機性和穩(wěn)定性。