[发明专利]随机数生成装置和方法

权利要求书

1.一种随机数生成装置，其特征在于，包括：

第一物理不可克隆函数PUF计算模块，包括第一阻变式随机存取存储器RRAM器件和第二RRAM器件，所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件的初始状态为高阻态；

自适应分离电路，分别连接所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件，并用于向所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件施加写电压，以及，当检测到所述第一RRAM器件从所述高阻态切换到低阻态时，停止向所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件施加所述写电压；

读电路，分别连接所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件，并用于根据所述第一RRAM器件的低阻态以及所述第二RRAM器件的阻态的差值获得第一随机数，其中，所述第二RRAM器件的阻态高于所述第一RRAM器件的所述低阻态。

2.根据权利要求1所述的随机数生成装置，其特征在于，所述第一PUF计算模块还包括：

第一选择器，分别连接所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件，并用于控制流过所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件的电流。

3.根据权利要求1所述的随机数生成装置，其特征在于，所述第一PUF计算模块还包括：

第二选择器，连接所述第一RRAM器件，用于控制流过所述第一RRAM器件的电流；

第三选择器，连接所述第二RRAM器件，用于控制流过所述第二RRAM器件的电流。

4.根据权利要求1所述的随机数生成装置，其特征在于，还包括：

第二PUF计算模块，包括第三RRAM器件和第四RRAM器件；

所述读电路，还分别连接所述第三RRAM器件和所述第四RRAM器件；

其中，所述读电路和所述第三RRAM器件连接的方式与所述读电路和所述第二RRAM器件连接的方式相同，所述读电路和所述第四RRAM器件连接的方式与所述读电路和所述第一RRAM器件连接的方式相同。

5.根据权利要求4所述的随机数生成装置，其特征在于：

所述自适应分离电路，分别连接所述第三RRAM器件和所述第四RRAM器件，所述自适应分离电路还用于：

向所述第三RRAM器件和所述第四RRAM器件施加所述写电压，其中，所述第三RRAM器件和所述第四RRAM器件的初始状态为高阻态；以及，

当检测到所述第三RRAM器件从所述高阻态切换到低阻态时，停止向所述第三RRAM器件和所述第四RRAM器件施加所述写电压；

所述读电路还用于根据所述第三RRAM器件的低阻态以及所述第四RRAM器件的阻态的差值获得第二随机数，其中，所述第四RRAM器件的阻态高于所述第三RRAM器件的所述低阻态。

6.根据权利要求2所述的随机数生成装置，其特征在于，所述第一选择器包括下述任意一种器件：晶体管、二极管、双向二极管。

7.根据权利要求3所述的随机数生成装置，其特征在于，所述第二选择器和所述第三选择器包括下述任意一种器件：晶体管、二极管、双向二极管。

8.一种随机数生成方法，其特征在于，所述方法由包括物理不可克隆函数PUF计算模块的随机数生成装置执行，所述方法包括：

向所述PUF计算模块中的第一RRAM器件和第二RRAM器件施加写电压，其中，所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件的初始状态为高阻态；

当检测到所述第一RRAM器件从所述高阻态切换到低阻态时，停止向所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件施加所述写电压；

根据所述第一RRAM器件的低阻态以及所述第二RRAM器件的阻态的差值获得第一随机数，其中，所述第二RRAM器件的阻态高于所述第一RRAM器件的所述低阻态。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制流过所述第一RRAM器件和所述第二RRAM器件的电流。