[实用新型]带有自适应反馈电路的真随机数发生器

说明书

本实用新型提供一种带有自适应反馈电路的真随机数发生器，包括熵源、熵源提取电路、后处理电路、熵源测试电路、在线测试电路和反馈决策电路，其中，熵源连接熵源提取电路和熵源测试电路，熵源提取电路连接后处理电路和在线测试电路，熵源测试电路和在线测试电路共同连接反馈决策电路，反馈决策电路连接熵源和熵源提取电路。该真随机数发生器由于不同门限数值的设置，能够在熵源测试或者在线测试得到报警信号之前，预测随机数发生质量问题或报警，进而通过修改熵源或熵源提取电路的参数配置，进而改善随机数的质量，避免报警信号的产生，提高随机数产生的码率。

技术领域

本发明涉及集成电路安全设计技术领域， 尤其涉及一种带有自适应反馈电路的真随机数发生器。

背景技术

自随机数生成器的设计过程中，经常遇到如下问题：其一、熵源质量依赖于芯片的工艺及生产过程，只能在芯片完成之后通过测试才能确定。如果根据熵源情况来确定随机数发生器的设计及随机数的质量，芯片的设计周期将被延长，不满足市场变换的需要。或者为了保证熵源的质量，设计规模较大的熵源提取电路，将付出芯片面积增加的代价。其二、熵源产生的质量差，可以通过后处理电路进行补偿。但后处理电路的补偿能力是有限的，不断增加后处理的电路的规模来达到提高随机数质量的目的，对于电路的面积和功耗是无法承受的。所以，解决问题还需要在熵源及提取部分进行调整。其三、在真随机数发生器结构中，在熵源测试电路或者在线测试电路进行数据统计。如图1所示，为现有的真随机数发生器结构，其中，包括熵源（11）和熵源提取电路（12）。随机数发生器经过这两个部分后，得到初始随机数，然后，再经过后处理电路（13）得到随机数发生器的输出数据。而当前基于安全设计的随机数发生器，均带有熵源测试电路（14）或在线测试电路（15）。

如图2和图3所示，现有的带有反馈电路的真随机数发生器结构图。在该真随机数发生器结构中，增加了反馈电路，即反馈决策电路（16）。熵源测试电路（14）或在线测试电路（15）不再只有一种情况下输出报警信号，而是根据不同的阈值配置，输出一组报警信号，但也仅仅是一组报警信号，这一组报警信号也不会直接输出，而是输出给反馈决策电路（16），由反馈决策电路（16）判断此时应修改熵源产生或熵源提取的机制还输出报警信号。而当决定修改熵源产生或熵源提取的机制时，发出使能信号来修改熵源（11），或者修改熵源提取电路（12）的参数或机制，否则，发出报警号作为随机数发生器的输出。

但是，上述现有的熵源测试电路连接反馈决策电路，或者在线测试电路连接反馈决策电路，仅仅发出一组报警信号，而且该一组报警信号作为随机数发生器的输出信号输出给系统处理，需要采集一定数量的数据之后，才能输出测试结果和随机数，这使得随机数发生器产生随机数的速度较低，不能满足高速环境下的使用需求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种带有自适应反馈电路的真随机数发生器，熵源测试电路和在线测试电路共同连接反馈决策电路，由反馈决策电路直接判断是应该修改熵源产生或者熵源提取机制还是应该输出报警信号，从而，有效提高了随机数的质量和生成码率。

为了达到上述技术目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种带有自适应反馈电路的真随机数发生器，包括熵源、熵源提取电路、后处理电路、熵源测试电路、在线测试电路和反馈决策电路，其中，熵源连接熵源提取电路和熵源测试电路，熵源提取电路连接后处理电路和在线测试电路，熵源测试电路和在线测试电路共同连接反馈决策电路，反馈决策电路连接熵源和熵源提取电路。