[发明专利]随机数发生器、自检模块以及随机数发生器的自检方法

权利要求书

1.一种随机数发生器，其特征在于，包括：随机源产生电路、后处理电路和随机数硬件自检模块；

所述随机源产生电路，用于产生多路初始随机数，并将所述多路初始随机数合并为初步随机数序列，将所述初步随机数序列输出给所述后处理电路；

所述后处理电路，用于对输入的一路初步随机数序列进行均衡处理，并输出一路最终随机数序列；

所述随机数硬件自检模块与所述随机数发生器中的随机数通道一一对应，用于监测对应的随机数通道中的随机数序列是否符合设定条件；所述随机数硬件自检模块用于在所述随机数发生器上电或者从关闭状态转向使能状态时对所述随机数发生器中多个随机数通道输出的数据进行第一阶段检测；所述随机数硬件自检模块还用于在所述随机数发生器正常运行阶段对所述随机数发生器中多个随机数通道输出的数据进行第二阶段检测；

其中，所述随机数通道包括：所述多路初始随机数的输出通道，所述随机源产生电路的输出通道，以及所述后处理电路的输出通道；所述设定条件包括：能通过正确的随机性监测，具有不可预测性，以及不能重复产生。

2.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述随机源产生电路包括：多个混沌动力系统、多个异或链以及第一异或逻辑电路；

多个混沌动力系统的输出端连接一个异或链的输入端；多个异或链的输出端连接所述第一异或逻辑电路的输入端；所述第一异或逻辑电路的输出端连接所述随机源产生电路的输出端；

所述多路初始随机数的输出通道包括：多个混沌动力系统的输出通道，以及多个异或链的输出通道。

3.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述后处理电路包括：第二异或逻辑电路和多个D触发器；所述多个D触发器级联，位于首位的D触发器的输入端连接所述后处理电路的输入端；所述多个D触发器级的输出端还分别连接所述第二异或逻辑电路的输入端；所述第二异或逻辑电路的输出端连接所述随机数发生器的输出端。

4.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，在所述随机源产生电路中，每两个混沌动力系统连接一个异或链的输入端。

5.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，在所述随机源产生电路中包含四个异或链，所述四个异或链的输出端均连接所述第一异或逻辑电路的输入端。

6.根据权利要求3所述的随机数发生器，其特征在于，所述后处理电路中包括128个D触发器，所述128个D触发器级联连接。

7.根据权利要求1至6任一所述的随机数发生器，其特征在于，所述随机数硬件自检模块包括startup监测模块和online监测模块；

所述startup监测模块，在所述随机数发生器刚刚上电或者随机数发生器从关闭转向使能时运行，用于监测对应的随机数通道输出的随机数序列是否满足所述设定条件；

在所述随机数发生器正常运行时，所述online监测模块运行，所述startup监测模块停止运行；所述online监测模块用于监测对应的随机数通道输出的随机数序列是否满足所述设定条件；

所述随机数发生器在所述startup监测模块的监测通过时，进入正常运行阶段。

8.根据权利要求7所述的随机数发生器，其特征在于，

所述startup监测模块包括基于扑克监测原理的监测模块；

所述online监测模块包括基于单比特频数监测原理、游程总数监测原理或者矩阵秩监测原理的监测模块。