[发明专利]适于生成随机位的电路的构建以及用于生成随机位的电路

说明书

本发明涉及一种用于构建适于生成随机位的电路的方法和装置以及一种用于生成随机位的电路。例如生成随机位序列，所述随机位序列被用作二进制随机数。所提出的方法和装置以及电路例如用于实现随机数发生器。从双射映射的集合中选择第j特定函数作为第j函数，其中通过第j特定函数执行第j无不动点的映射。然后，选择至少一个第i映射设备。向第i函数分配双射映射集合中的第i特定函数，使得通过i个函数的第i链接执行第i无不动点的映射。

技术领域

本发明涉及一种用于构建适于生成随机位的电路的方法和装置以及一种用于生成随机位的电路。例如生成随机位序列，所述随机位序列被用作二进制随机数。所提出的方法和装置以及电路例如用于实现随机数发生器。

背景技术

在安全性重要的应用中、例如在非对称认证方法中，需要随机位序列作为二进制随机数。在此所期望的是，尤其是在移动应用的情况下追求尽可能小的硬件花费。用于生成随机数的公知措施使用模拟随机源。

作为模拟随机源，对诸如齐纳二极管的噪声之类的噪声源进行放大和数字化。在此，将数字电路技术与模拟电路技术相结合。

另外，将环形振荡器及其变型用作随机数发生器。在由奇数个串联的逆变器构成的环形振荡器的情况下，例如得出随机抖动，所述随机抖动由信号穿越逆变器的波动的穿越时间构成。该抖动、即通过逆变器发送的信号的状态改变中的无规律时间波动可以在多次穿越环形振荡器电路的情况下被累加，使得最后产生随机模拟信号。

本申请人已经知悉所谓的多轨环形振荡器。相应地，提出一种用于生成随机位的装置，该装置包括：多个映射设备，其中相应映射设备被配置为借助于组合映射将预先给定数目n个输入信号映射为预先给定数目p个输出信号。在此，映射设备彼此链接，并且构造至少一个反馈环路。该反馈环路尤其是被构造为使得至少一个输出信号的状态改变被输送给所选映射设备作为另一映射设备的至少一个输入信号的状态改变。

该另一映射设备优选地不是直接相邻的映射设备。

在此，尤其是存在反馈环路，使得至少一个反馈输出信号的状态改变被输送给所确定的映射设备作为另一映射设备的至少一个输入信号的状态改变，使得所确定的映射设备的一个或多个输出信号受反馈输出信号的状态改变的影响。

另外，将至少一个组合映射配置为使得相应映射设备的输入信号的状态改变平均被映射到相应映射设备的一个以上输出信号上。

相应映射设备的n个输入信号的数目可以对应于输出信号的数目p。但是也可以设想，n不等于p，即借助于相应映射设备将输入信号的状态映射到输出信号的状态上，其中输出信号的数目小于或大于相应映射设备的输入信号的数目。

映射设备可以是尤其是实现n个输入信号到n个输出信号的双射映射的逻辑门或组合门。输入信号在电平之间波动，所述电平可以被分配给逻辑状态、如位1或高、或者0或低。双射映射被理解成输入信号的2n个可能的逻辑值与输出信号的2n个逻辑值之间的单义映射。

就此而言，在该装置的实施方式中，借助于映射设备得出n轨环形振荡器。映射设备也可以被称为节点或门。相应组合映射尤其是被配置为使得平均在一个输入信号的状态改变的情况下在一个以上的输出信号处发生状态变换。这导致：输入信号的相应抖动被映射到多个输出信号上，并且因此被放大。信号中出现一次的抖动借助于映射设备或其中实现的组合映射被复制到多个输出轨上，使得几乎不能补偿抖动分量。

在该装置的情况下也可以涉及多轨环形振荡器电路。与经典单轨环形振荡器相比，所存在的优点尤其是，可以以更高的数据速率截取随机位值。例如，随机位信号可以在通过n个输入或输出信号得出的数据路径中的一个或多个上导出。

可以说，该装置产生“振荡”或者信号变换在回路中传播。优选地，所述输出信号中的至少一个通过其被反馈以因果关系依赖于自身，其中该反馈借助于至少一个居中的映射进行。