[发明专利]一种基于相位噪声的可集成真随机数产生方法及装置

摘要

本发明涉及集成电路领域，尤其是一种基于相位噪声的可集成真随机数产生方法及装置，适用于数据加密等信息安全领域。解决了传统电路随机数产生方法不能直接通过随机数测试和不可集成的问题。本发明优点与积极效果在于：第一，所产生的随机数序列不存在周期性，无需后处理，调节时钟频率和结构参数即可产生0~100Mbit/s可以通过国际随机数行业测试标准（NIST统计测试包）的稳定随机数。第二，系统全部采用数字逻辑单元，电路实现容易，而且可兼容不同的可编程集成电路，具有普遍的适用性和灵活性。第三，所用的随机数产生电路可实现集成化小型化，可广泛应用在数据加密等信息安全领域。

主权项

一种基于相位噪声的可集成真随机数产生方法，其特征在于，包括如下步骤：(1) 利用数字逻辑电路中逻辑门的非线性特性构造N个节点的环形结构产生很强的相位噪声，作为随机数熵源，其中N为整数且N>8；所述N个节点包括一个同或逻辑门构成的节点以及N‑1个异或逻辑门构成的节点；每个节点都设有三个输入端和四个输出端，每个节点的三个输入端分别由左右相邻节点和该节点左间隔至少为1的节点输入；每个节点的三个输出端分别输出到左右相邻节点和右间隔至少为1的节点；至少有一个节点通过剩余的一个信号输出端输出随机数熵源信号；(2) 用差分延迟异或方法对步骤(1)中构造的输出随机数熵源信号的节点进行处理，对输出的随机数熵源信号进行纠偏，使得输出熵源信号的节点产生的随机序列0、1比例更加均匀；(3) 利用时钟信号对步骤(2)纠偏后的随机数熵源各输出节点通过采样模块进行采样，从而得到输出稳定的随机比特流。