[发明专利]随机数密钥产生装置及随机数密钥产生方法

权利要求书

1.一种随机数密钥产生装置，其特征在于，包括：

脉冲信号产生模块和物理不可克隆函数结构，所述物理不可克隆函数结构包括延时模块，比较模块，编码模块和译码模块；

所述脉冲信号产生模块，延时模块，比较模块，编码模块和译码模块依次连接，所述脉冲信号产生模块、延时模块和译码模块接入密钥种子信号；

所述脉冲信号产生模块响应所述密钥种子信号输出激励信号；

所述延时模块根据所述密钥种子信号对所述激励信号按不同路径延迟后，输出第一延迟信号和第二延迟信号至所述比较模块；

所述比较模块对根据所述第一延迟信号和第二延迟信号的到达顺序输出多个比较值至所述编码模块；

所述编码模块对所述多个比较值进行编码后输出一位编码值至所述译码模块；

所述译码模块根据所述编码值和所述密钥种子信号输出随机数密钥。

2.根据权利要求1所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述物理不可克隆函数结构的数量为多个；

各个物理不可克隆函数结构的延时模块分别与所述脉冲信号产生模块相连接，各个物理不可克隆函数结构的编码模块分别与所述译码模块相连接，各个物理不可克隆函数结构的译码模块的地址选择输入端相连接；

各个物理不可克隆函数结构的延时模块和译码模块的地址选择输入端分别接入对应的密钥种子信号。

3.根据权利要求2所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述物理不可克隆函数结构包括多个延时模块，多个比较模块和多个编码模块，且所述延时模块，比较模块和编码模块的数量相等；

各个延时模块级联，且各个延时模块分别通过对应的比较模块与对应的编码模块相连接；

首级延时模块与所述脉冲信号产生模块相连接，各级编码模块分别与所述译码模块相连接；

各级延时模块分别接入密钥种子信号。

4.根据权利要求3所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述延迟模块包括：

第一复用器和选择开关；

所述第一复用器的第一输入端通过对应选择开关的一档连接上级第一复用器的第一输出端，所述第一复用器的第二输入端通过对应选择开关的二档连接上级第一复用器的第二输出端；

所述第一复用器的第一输出端连接对应比较模块的第一输入端，所述第一复用器的第二输出端连接对应比较模块的第二输入端；

首级选择开关的一档和二档短接，首级第一复用器的第一输入端和第二输入端连接所述脉冲信号产生模块，所述第一复用器的使能端接入密钥种子信号。

5.根据权利要求4所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述比较模块包括：

第一或非门，第二或非门，第一D触发器和第二D触发器；

所述第一或非门的第一输入端连接所述延时模块的第一输出端，所述第一或非门的第二输入端连接所述第二或非门的输出端，所述第一或非门的输出端分别连接所述第二或非门的第一输入端，所述第一D触发器的触发端和所述第二D触发器的触发端；

所述第二或非门的第二输入端连接所述延时模块的第二输出端；

所述第一D触发器的输入端接入外接电源，所述第一D触发器的同相输出端分别连接所述译码器和所述第二D触发器的输入端，所述第一D触发器的复位端与所述第二D触发器的复位端相连接；

所述第二D触发器的同相输出端连接所述译码器。

6.根据权利要求4所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述比较模块包括：

由上升沿触发的第三D触发器和第四D触发器，以及由下降沿触发的第五D触发器和第六D触发器；

所述第三D触发器的输入端、第四D触发器的触发端、第五D触发器的输入端和所述第六D触发器的触发端连接所述延时模块的第一输入端；

所述第三D触发器的触发端、第四D触发器的输入端、第五D触发器的触发端和所述第六D触发器的输入端连接所述延时模块的第二输入端；

所述第三D触发器，第四D触发器，第五D触发器和第六D触发器的同相输出端分别连接所述译码模块。

7.根据权利要求5或6所述的随机数密钥产生装置，其特征在于，所述译码模块包括：

第二复用器；

所述第二复用器的各个输入端分别与各个编码模块的输出端对应连接；

所述第二复用器接收各个编码模块输出的编码值，根据所述编码值和所述密钥种子信号输出随机数密钥。

8.一种基于权利要求1至7任意一项所述的随机数密钥产生装置的随机数密钥产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

将激励信号按不同路径延时后输出第一延迟信号和第二延迟信号；

对所述第一延迟信号和第二延迟信号的输出顺序进行比较，获取多个比较值；

对所述多个比较值进行编码后输出一位编码值；

根据所述编码值和所述密钥种子信号输出随机数密钥。