[发明专利]随机数产生电路

说明书

本发明公开了一种随机数产生电路，包括：真随机数发生器，用于接收第一时钟信号，并在所述第一时钟信号的控制下产生一位真随机数；线性反馈移位寄存器，用于接收第二时钟信号，并在所述第二时钟信号的控制下产生m位伪随机数，并输出所述m位伪随机数作为随机数产生电路的输出结果；处理电路，分别与所述线性反馈移位寄存器、所述真随机数发生器相连接，用于根据所述真随机数以及m位伪随机数进行计算，并将计算结果反馈给所述线性反馈移位寄存器。本发明提供的随机数产生电路，通过引入真随机数TRNG_A，使输出的m位TRNG随机数具有不可预测性，满足随机数高安全性的需求。

技术领域

本发明是关于信息安全领域，特别是关于一种随机数产生电路。

背景技术

随机数是密码学的基础，多数密码学算法需要良好性能的随机数支持。随机数分为两类，伪随机数和真随机数。

伪随机数由数值算法产生，具有有限周期性，符合某种确定的算法，可以用确定的公式来描述。伪随机数的优点是由数字算法产生，其随机性不受电压、温度、工艺角的影响。伪随机数的缺点是符合某种确定的算法，所以本质上是可以预测的。一旦攻击者可以预测随机数序列，那么密码系统的安全性就得不到保障。真随机数产生于噪声或者混沌，具有无限的周期性，不符合确定的算法。相比伪随机数，真随机数具有更好的安全性。但是，能够使用集成电路实现的真随机数产生方法不多，目前主要包括震荡采样、热噪声放大、混沌电路等几种电路。

现有技术中的随机数发生器通常使用真随机数发生器的数据作为种子，然后使用数字技术进行后处理。例如，采用要产生1048576bits的随机数，会先采集32bits的真随机数，然后使用这32bits真随机数数据作为种子，使用伪随机的算法得到剩余的(1048576-32)bits的数据。或者是采用n个真随机数的源，每个源采用不同的伪随机算法进行计算，再将计算结果合并起来。

但是，基于此本申请的发明人发现，现有技术中的采用真随机数发生器作为种子，伪随机数运算方法，如果已知伪随机数生成算法，通过采集一段数据，后面的大量数据实际上是可以通过伪随机算法预测的，无法满足随机数高安全性的需求。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种随机数产生电路，其能够满足随机数高安全性的需求。

为实现上述目的，本发明提供了一种随机数产生电路，包括：真随机数发生器，用于接收第一时钟信号，并在所述第一时钟信号的控制下产生一位真随机数；线性反馈移位寄存器，用于接收第二时钟信号，并在所述第二时钟信号的控制下产生m位伪随机数，并输出所述m位伪随机数作为随机数产生电路的输出结果；处理电路，分别与所述线性反馈移位寄存器、所述真随机数发生器相连接，用于根据所述真随机数以及m位伪随机数进行计算，并将计算结果反馈给所述线性反馈移位寄存器，其中，所述线性反馈移位寄存器用于根据计算结果更新在下一第二时钟信号产生的m位伪随机数的值，所述线性反馈移位寄存器的位数包括n位移位寄存器，1≤m≤n/2。

在一优选的实施方式中，所述线性反馈移位寄存器用于在所述第二时钟信号的上升沿来临后，连续做m次运算，产生m位TRNG，其中，所述m位 TRNG包括TRNG1，TRNG2……TRNGm-1，TRNGm。

在一优选的实施方式中，所述真随机数发生器在第一时钟信号的上升沿来临后，产生1位真随机数TRNG_A。