[发明专利]随机数发生器和用可调整的亚稳定电压生成随机数的方法

说明书

公开了随机数发生器和使用可调整的亚稳定电压生成随机数的方法。随机数发生器可以包括：第一亚稳定逆变器，具有彼此连接的输入端子和输出端子并被配置为生成亚稳定电压；放大器，被配置为放大亚稳定电压；控制电路，被配置为调整亚稳定电压的阈值电压；以及采样器，被配置为基于对亚稳定电压进行采样来生成随机数。随机数发生器可以被配置为根据多种操作模式中的不同操作模式来进行操作。放大器可以是第二亚稳定逆变器，被配置为基于随机数发生器分别根据多种操作模式中的第一操作模式或第二操作模式进行操作来放大亚稳定电压或包括彼此连接的输入端子和输出端子。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2016年11月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2016-0157442号的优先权，其整体内容通过引用结合于此。

技术领域

本文公开的本发明构思的实施例涉及随机数发生器，更具体地，涉及使用可调整的亚稳定电压(adjustable meta-stable voltage)的随机数发生器。

背景技术

随着信息通信技术的发展，信息加密对于维护信息的安全性是非常重要的。通常使用随机数来加密信息，因此需要用于生成随机数的随机数发生器。为了使加密信息的解密变得困难，随机数不应该是有规律的，并且特定值(例如，“0”或“1”)不应该以统一的长度或更长的长度被连续地输出。

通常，在使用环形振荡器电路的随机数发生器的情况下，有相当多的时间来积累抖动(jitter)，因此限制了生成随机数的速度。相比之下，在使用亚稳定性(meta-stability)的随机数发生器的情况下，生成随机数的速度是快的，但是由于亚稳定逆变器(meta-stable inverter)和放大器之间的不匹配或者在亚稳定逆变器之间的不匹配，降低了随机数的质量。

因此，为了快速加密信息并保护该信息，需要开发这样的随机数发生器，其改进生成随机数的速度，并且快速生成随机数。

发明内容

本发明构思的示例实施例提供了通过使用可调整的亚稳定电压来生成随机数的设备和方法。

根据一些示例实施例，随机数发生器可以被配置为根据多种操作模式中的不同操作模式进行操作。随机数发生器可以包括第一亚稳定逆变器、第二亚稳定逆变器、控制电路和采样器。第一亚稳定逆变器可以包括彼此连接的输入端子和输出端子。第一亚稳定逆变器可以被配置为生成亚稳定电压。第二亚稳定逆变器可以被配置为基于随机数发生器分别根据多种操作模式中的第一操作模式或第二操作模式进行操作来放大亚稳定电压或包括彼此连接的输入端子和输出端子。控制电路可以被配置为调整与第一亚稳定逆变器相关联的阈值电压和与第二亚稳定逆变器相关联的共模输入电压中的至少一个电压。亚稳定电压可以基于阈值电压和共模输入电压。采样器可以被配置为基于对亚稳定电压进行采样来生成随机数。

根据一些示例实施例，随机数发生器可以包括亚稳定逆变器、放大器、控制电路和采样器。亚稳定逆变器可以包括彼此连接的输入端子和输出端子。亚稳定逆变器可以被配置为生成亚稳定电压。放大器可以被配置为放大亚稳定电压。控制电路可以被配置为调整亚稳定电压的阈值电压。亚稳定电压的阈值电压可以是亚稳定电压的基础(base)。采样器可以被配置为基于对亚稳定电压进行采样来生成随机数。

根据一些示例实施例，生成随机数的方法可以包括从第一亚稳定逆变器输出亚稳定电压，第一亚稳定逆变器包括彼此连接的输入端子和输出端子。该方法可以包括基于使用第二亚稳定逆变器放大亚稳定电压和基于对放大的亚稳定电压进行采样来生成随机数。亚稳定电压可以基于第一亚稳定逆变器的阈值电压和第二亚稳定逆变器的共模输入电压。阈值电压和共模输入电压中的至少一个电压可以是可调整的。