[发明专利]基于全连网络的真随机数生成器

摘要

本发明公开了一种基于全连网络的真随机数生成器，主要解决现有技术中真随机数发生器的熵源不稳定性和输出速率低的问题。其包括数字电路和采样电路，该数字电路由若干个全连网络构成，每个全连网络包括4个异或门和若干反相器，每两个异或门间设有两条连线，每条连线上串联连接若干个反相器，用于产生随机信号；该采样电路由若干个采样子电路构成，用于对数字电路产生的随机信号进行采样，该采样电路中采样子电路的输出经过异或作为该采样电路的输出，生成0～200Mbit/s的真随机数。本发明结构简单，熵源稳定、输出速率高，其产生真随机数符合NISTSP800‑22随机数检测标准，可用于保密通信。

主权项

1.一种基于全连网络的真随机数生成器，包括：数字电路，用于产生混沌振荡，利用噪声和电路间不稳定的状态传播产生复杂的动力学行为；采样电路，用于对数字电路产生的混沌振荡进行采样，将模拟信号转化为数字信号进行输出；其特征在于：采用电路，由若干个采样子电路和一个异或门即第六异或门XOR5构成，每个采样子电路包括：四个D触发器，分别是第一D触发器D1、第二D触发器D2、第三D触发器D3、第四D触发器D4和1个异或门即第五异或门XOR0，这四个D触发器分别与数字电路中的全连网络中的四个异或门相连，即第一触发器D1的输入为第一异或门XOR1的输出，第二触发器D2的输入为第二异或门XOR2的输出，第三触发器D3的输入为第三异或门XOR3的输出，第四触发器D4的输入为第四异或门XOR4的输出；该四个D触发器的输出作为第五异或门XOR0的输入，第五异或门XOR0的输出作为采样电路子电路的输出；数字电路，由若干个结构相同的全连网络构成，每个全连网络包括若干个反相器和四个异或门XOR；所述若干个反相器，其个数取决于设计时所给多项式中每一项的次数；所述四个异或门XOR，结构相同，且每个异或门XOR，均有四个输入端口和一个输出端口；每两个异或门XOR之间设有两条不同的连线Lij和Lji，每条连线上设有若干串联的反相器,记Lij连线上串联的反相器为Rij，Lji连线上串联的反相器为Rji，其中i＝1、2、3、4,j＝1、2、3、4，其中Lij表示第i个异或门XORi到第j个异或门XORj的连线，Lji表示第j个异或门XORj到第i个异或门XORi的连线，当i等于j时，表示该异或门XOR有一条自身到自身的连线，即异或门XOR到自身的反馈；对于第i个异或门XORi，其第一个输入端口与L1i连线上的串联反相器R1i的输出端口连接，第二个输入端口与L2i连线上的串联反相器R2i的输出端口连接，第三个输入端口与L3i连线上的串联反相器R3i的输出端口连接，第四个输入端口与L4i连线上的串联反相器R4i的输出端口连接。