检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2008年第9期57卷 5413-5418页

作者：周庆胡月廖晓峰重庆大学计算机学院重庆400030

提出了一种基于鼠标轨迹的真随机数产生器,并对该类产生器的优缺点、总体设计和基本技术进行了研究.为了消除相同用户鼠标轨迹中存在的相似性,利用混沌系统的敏感性,分别采用图像加密算法和Hash函数两种方法对鼠标轨迹进行后处理.大量... 详细信息

提出了一种基于鼠标轨迹的真随机数产生器,并对该类产生器的优缺点、总体设计和基本技术进行了研究.为了消除相同用户鼠标轨迹中存在的相似性,利用混沌系统的敏感性,分别采用图像加密算法和Hash函数两种方法对鼠标轨迹进行后处理.大量严格的测试和实验表明,改进的基于混沌Hash函数的真随机数产生器具有安全、快速、方便和廉价的优点,可以在个人电脑上实际使用.

关键词：混沌真随机数产生器鼠标轨迹

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应用于网络安全协处理器的真随机数产生器

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计算机工程 2009年第10期35卷 229-231页

作者：张晓峰白国强陈弘毅清华大学微电子学研究所北京100084

介绍一款基于环形振荡器的真随机数产生器。电路使用固定频率时钟采样可控频率振荡器的输出,使用级间反馈随机改变可控频率振荡器的振荡频率。设计启动电路来保证环形振荡器快速起振,在使能信号无效时断开振荡电路以节省功耗。电路采用C... 详细信息

介绍一款基于环形振荡器的真随机数产生器。电路使用固定频率时钟采样可控频率振荡器的输出,使用级间反馈随机改变可控频率振荡器的振荡频率。设计启动电路来保证环形振荡器快速起振,在使能信号无效时断开振荡电路以节省功耗。电路采用CMOS0.18μm标准工艺实现,使用Hspice_RF仿真环形振荡电路的相位抖动以获得最优设计参数。仿真结果表明,电路在输出速率为1Gb/s时产生的随机序列具有良好的随机性,该设计可用于网络安全协处理器中。

关键词：网络安全协处理器真随机数产生器环形振荡器启动电路

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10Gbps真随机数产生器设计与验证

10Gbps真随机数产生器设计与验证

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作者：钱怡中国科学技术大学

学位级别：博士

量子密钥分发(QKD)系统对真随机数有着实时而大量的需求。且随着QKD系统升级和未来小型化发展需要,现有商用真随机数芯片与一些科研阶段的高速真随机数产生设备,均不能同时满足速度和体积的要求。为此,QKD系统升级需求提出设计具有多通... 详细信息

量子密钥分发(QKD)系统对真随机数有着实时而大量的需求。且随着QKD系统升级和未来小型化发展需要,现有商用真随机数芯片与一些科研阶段的高速真随机数产生设备,均不能同时满足速度和体积的要求。为此,QKD系统升级需求提出设计具有多通道的高速真随机数产生器的半导体芯片。高速真随机数产生芯片需要满足以下需求:1.每路真随机数产生率最高数据率需要达到1 Gbps,真随机数的输出需要为定频输出,对于每一个请求(时钟),必须有一位真随机数的输出;2.单芯片需要集成10路独立的真随机数产生通道,以满足量子光源在指定发生频率时,对真随机数的并行需求;3.体积和功耗尽量控制,以方便系统的升级和集成化设计。为了实现上述目标,针对现有真随机数产生方案进行研究,并选择能容易且可靠的以半导体芯片形式实现的数字电路时钟抖动采样方案。首先对真随机产生器的结构进行了数学分析,并使用FPGA对方案进行拓扑结构原型验证;再利用半导体CMOS工艺完成了芯片设计,通过MPW形式进行了流片加工,并进行了芯片封装和测试。最后利用配套的高速真随机数验证系统采集真随机数,用于NIST随机数测试。最终,真随机数产生器原型芯片实现了如下指标,成功完成预期设计目标。1.在6mm×6mm的QFN48封装内,实现了 10通道独立的真随机数产生器,单通道支持定频最高数据率1 Gbps。2.在3.3 V IO电源和1.2 V核心电源供电,1 Gbps数据产生率,10通道全开的条件下,典型功耗为800 mW。3.在1 Gbps的数据产生率条件下,产生的真随机数可以通过NIST随机数质量验证。本论文的创新点主要表现在如下几个方面:1.在6mmX6mm的QFN48封装内,实现了 10通道独立的真随机数产生器,每通道数据产生率可达1Gbps,芯片具有高速高集成度的特点。2.建立了完备的真随机数测试平台,完成了芯片的随机性验证。测试结果表明,其真随机性能够满足NIST标准要求。3.开发了真随机数验证系统的多通道速度匹配技术,实现了各通道数据的同步获取,化简了验证工作。

关键词：随机数真随机数产生器专用集成电路芯片数据采集

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基于金属导电丝型阈值转变器件的真随机数产生器研究

基于金属导电丝型阈值转变器件的真随机数产生器研究

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作者：李灏阳华中科技大学

学位级别：博士

基于新兴器件的真随机数产生器（True random number generator,TRNG）由于其高集成度、低能耗以及本征的随机参数,有望成为万物互联时代下边缘端设备中信息安全功能的基础元件。金属导电丝型阈值转变器件（conductive-bridge threshold... 详细信息

基于新兴器件的真随机数产生器（True random number generator,TRNG）由于其高集成度、低能耗以及本征的随机参数,有望成为万物互联时代下边缘端设备中信息安全功能的基础元件。金属导电丝型阈值转变器件（conductive-bridge threshold switching memristor,CBTSM）作为一种易失性新兴器件,可避免额外重置操作且不易被物理破解,在信息安全领域具有巨大的应用潜力。然而,现有基于CBTSM器件的TRNG尚处在早期阶段,存在过量金属粒子渗透、需要额外校准以及吞吐量低等问题,限制了其进一步地发展。本论文首先从CBTSM器件出发,为了能够给TRNG应用提供易失特性可靠稳定的器件,通过工艺及结构改进研制了具有良好易失转变特性的CBTSM器件。接着,基于所制备的器件,针对现有研究存在的问题,分别提出并验证了具有免校准特性和高吞吐量的两种新型TRNG方案,为TRNG的优化设计提供了指导。本文主要研究内容如下: 首先,针对金属粒子渗透导致的器件阈值转变特性不可靠问题,基于结构和工艺改进,提出并验证了两种器件设计方案:结构方面,采用快慢离子材料堆叠的方案制备了Cu/Ge Te/Al2O3/Pt器件。其中,Ge Te层作为缓冲层改善了单层器件由于金属粒子渗透导致的限流低及耐久差问题,并可将最大限流提高5倍;而Al2O3层作为主要功能层,可通过改变其厚度调控器件的易失特性与非易失特性。在该结构基础上,进一步研制了三层氧化铪堆叠结构的Ag/Ti N/Hf Ox/Hf Oy/Hf Ox/Pt器件,具有较快的开关速度（60 ns/500 ns）。工艺方面,通过通孔工艺缩小器件尺寸,并采用电子束蒸镀沉积活性电极,基于简单三层结构制备了具有较高开态电流密度（1.27 MA/cm2）以及较大操作电流（800μA）的Ag（EBE）/Hf Ox/Pt器件。其次,针对传统TRNG方案易受参数分布偏移影响并需要额外概率校准的问题,提出并验证了基于Ag（EBE）/Hf Ox/Pt器件阈值电压涨落的免校准TRNG:首先系统研究并定量评估了基于参考值的传统TRNG方案对参数分布偏移的容忍度,并发现较小分布偏移（5%）下,其概率就会出现较大偏差（48%）。接着,基于等分法的原理设计了具有免校准特性的TRNG方案,该方案输出概率在循环间及器件间分布偏移时,仅出现标准值附近的小范围波动（<10%）,并具有良好的数据独立性（卡方值=0.5935）。根据仿真评估,即使当分布偏移达到50%时,该方案结果仍具有良好的随机性（香农熵=0.99998）,证实了该方案的免校准特性。最后,为了解决现有随机计算方案中概率误差大的问题,提出了可精准调控概率的随机计算方案。仿真结果表明输入概率误差小于0.6%,计算结果误差小于0.3%。最后,针对现有基于CBTSM的TRNG方案吞吐量较小的问题,提出并验证了基于Ag/Ti N/Hf Ox/Hf Oy/Hf Ox/Pt器件累积激发过程的高吞吐量TRNG方案:研究并利用CBTSM器件累积激发过程的随机性作为熵源,实现了具有良好的随机性（通过9项NIST测试）以及数据独立性（卡方值=0.1035）的TRNG方案,并通过面包板电路验证了其可行性。同时,由于所采用器件较快的开关速度（60 ns/500 ns）以及基于微观过程的熵源,该TRNG最优可实现～108 kb/s的吞吐量。而为了进一步提升吞吐量,提出了一种结合线性反馈移位寄存器的新型TRNG加速方案,能够将TRNG吞吐量进一步提高10倍以上。基于该方案获得的1 Mb数据可通过全部15项NIST测试,并可通过蒙特卡洛模拟实现圆周率计算,误差小于0.8%。综上所述,本论文为现有研究中存在的过量金属粒子渗透、需要额外校准以及吞吐量低等关键问题提供了解决方案,提升了基于CBTSM器件的TRNG的性能并加速了其进一步实用化的进程,为边缘计算下设备信息安全保障提供了新的思路。

关键词：易失性器件金属导电丝型阈值转变器件金属粒子渗透信息安全真随机数产生器吞吐量免校准

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真随机数产生器与真随机数产生方法

真随机数产生器与真随机数产生方法

引用

作者：傅胡叶祝甜一彭作辉叶丰桥齐玉祥中国台湾新竹

本发明揭露了一种真随机数产生器与真随机数产生方法。该真随机数产生器包含一采样电路与一随机数产生电路。该采样电路用来依据一时钟信号采样N个电容所决定的N个电压，以产生N个采样值，其中该N为正整数。该随机数产生电路用来依据该... 详细信息

标准号: CN112230885A

本发明揭露了一种真随机数产生器与真随机数产生方法。该真随机数产生器包含一采样电路与一随机数产生电路。该采样电路用来依据一时钟信号采样N个电容所决定的N个电压，以产生N个采样值，其中该N为正整数。该随机数产生电路用来依据该N个采样值的至少一部分产生一随机数。

关键词：随机数产生电路真随机数产生器采样电路采样信号采样真随机数随机数正整数电容

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真随机数产生器与真随机数产生方法

真随机数产生器与真随机数产生方法

引用

作者：傅胡叶祝甜一彭作辉叶丰桥齐玉祥中国台湾新竹

标准号: CN112230885B

关键词：随机数产生电路真随机数产生器采样电路采样信号采样真随机数随机数正整数电容

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基于电阻热噪声与振荡器的真随机数产生器设计

基于电阻热噪声与振荡器的真随机数产生器设计

引用

作者：魏毅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着电子与通信技术的发展,信息安全变得越来越重要,而密码学是保障信息安全的最好方式,也是唯一途径。在密码学应用中,无论是密码算法中密钥的产生还是密码协议中特定变量的随机初始化,都需要用到随机数。为了满足安全性这一最根本的要... 详细信息

随着电子与通信技术的发展,信息安全变得越来越重要,而密码学是保障信息安全的最好方式,也是唯一途径。在密码学应用中,无论是密码算法中密钥的产生还是密码协议中特定变量的随机初始化,都需要用到随机数。为了满足安全性这一最根本的要求,必须采用完全不可预测的真随机数,它有别于伪随机数的根本特点就是没有周期性。本文首先介绍了随机数的定义和应用场合,并分析了目前常见的三种片上真随机数产生器的产生方式:基于电阻热噪声的真随机数产生器、基于振荡器的真随机数产生器和基于混沌的真随机数产生器。其中,基于混沌的真随机数产生器因其利用混沌函数生成随机序列而受到密码学家的质疑。因此,本文将设计适于片上集成的基于电阻热噪声的真随机数产生器和基于振荡器的真随机数产生器。本文所设计的基于电阻热噪声的真随机数产生器包含优化设计的低噪声运算放大器、比较器和失调补偿电路,与传统结构相比可以获得更好的随机特性。本文所设计的基于振荡器的真随机数产生器包含带隙、三角波振荡器(包括电荷泵、跨导放大器、两级运算放大器和施密特触发器)和D触发器,该结构可以保证获得较大的周期抖动。上述两种真随机数产生器均采用HJTC-0.18μm工艺设计并完成了模拟电路的版图设计。最后,分别对基于电阻热噪声的真随机数产生器和基于振荡器的真随机数产生器进行了仿真测试,并在此过程中提出了电阻热噪声的时域仿真方法和周期抖动的测试方法。仿真结果表明,基于电阻热噪声的真随机数产生器在输出吞吐率为10Mbit/s的时候可以顺利通过随机特性测试;基于振荡器的真随机数产生器在输出吞吐率接近10Mbit/s的时候,也满足随机特性的要求。

关键词：真随机数产生器噪声失调补偿周期抖动振荡器

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一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法

一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法

引用

作者：赵东东石乐义 266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号

本发明提供了一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法，该方法通过调用系统时间Tsys作为种子来计算随机源的设备编号Nequipment及其工作参数编号Nparameter，然后驱动相应的模块对设备的工作参数进行采集，将所得的真... 详细信息

标准号: CN112328207B

本发明提供了一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法，该方法通过调用系统时间T_sys作为种子来计算随机源的设备编号N_equipment及其工作参数编号N_parameter，然后驱动相应的模块对设备的工作参数进行采集，将所得的真随机数TNG₁，TNG₂，TNG₃...TNG_n发送到上位机，真随机数的数量n与操作员输入的所需随机数数量N_random相等，操作人员判断此次得到的真随机数是否满足重复率和数量的要求，当满足要求时由上位机对真随机数进行格式化处理，当不满足重复率和数量要求时，上位机将真随机数作为种子代入相关算法再产生一定数量的伪随机数，最后经过上位机进行格式化处理后，将所得的随机数提供给所需设备。本发明能够满足真随机数的同时，又能够满足对于随机数的数量要求，且采用技术十分成熟的ADC采集电路，原理结构比较简单，对于需要大量随机数的场景具有较大的应用意义。

关键词：真随机数上位机随机数工作参数格式化处理随机源重复率真随机数产生器采集电路调用系统人员判断数量要求伪随机数应用意义原理结构单片机对设备算法相等采集场景驱动成熟

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基于置位复位锁存器结构的真随机数产生器

基于置位复位锁存器结构的真随机数产生器

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作者：诚保罗李思李星星张昕 529000 广东省江门市蓬江区东成村22号

本发明公开一种基于置位复位锁存器结构的真随机数产生器，包括熵源提取主电路、输出采样电路、统计分析电路和自校准反馈电路，熵源提取主电路通过可变电容器补偿置位复位锁存器两输入端口的RC延迟时间，使输出“0”或“1”的数量基本... 详细信息

标准号: CN117687599A

本发明公开一种基于置位复位锁存器结构的真随机数产生器，包括熵源提取主电路、输出采样电路、统计分析电路和自校准反馈电路，熵源提取主电路通过可变电容器补偿置位复位锁存器两输入端口的RC延迟时间，使输出“0”或“1”的数量基本相等。通过统计分析电路对输出“1”的数量进行统计求和，并设定“1”的频率阈值下限和上限，当达到阈值界限时，通过自校准反馈电路调节可变电容器两极板的压差，使电容值改变，补偿置位复位锁存器输入端的RC延迟时间，使输出的“1”的概率增加或减少。通过自校准反馈电路，让输出“1”和“0”的统计特性在一个接近1/2的区间内变化。本发明在满足高质量随机性的情况下，具有高吞吐率和高速的优点。

关键词：复位锁存器反馈电路自校准置位输出可变电容器统计分析主电路熵源电路随机性真随机数产生器输出采样电路概率增加高吞吐率输入端口统计特性阈值界限阈值下限电容两极板求和压差相等统计

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一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法

一种基于单片机随机源工作参数的真随机数产生器及产生方法

引用

作者：赵东东石乐义 266580 山东省青岛市黄岛区长江西路66号

标准号: CN112328207A

来源：评论

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