一种高吞吐率自治布尔网络真随机数发生器

作     者：刘正文 易茂祥 杨云 孙立法 鲁迎春 梁华国 Liu Zhengwen;Yi Maoxiang;Yang Yun;Sun Lifa;Lu Yingchun;Liang Huaguo

作者机构：合肥工业大学微电子学院合肥230009 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2023年第37卷第9期

页      面：102-109页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金重大科研仪器项目(62027815)资助 

主　　题：真随机数发生器 熵源 自治布尔网络 混沌 吞吐率 

摘      要：真随机数发生器在硬件与信息安全领域具有广泛的应用前景。为提高真随机数发生器的吞吐率与降低硬件开销,以相互耦合的基本逻辑单元构成自治布尔网络做熵源,利用一阶高频振荡环增强网络刷新频率和多级非线性放大,从而获得高熵值混沌信号,结合DFF和XOR组成的后处理电路,设计构成真随机数发生器并在FPGA平台上实现。通过数据的采样和实时提取,然后对数据执行NIST SP800-22和SP800-90B随机性测试,并对其偏移度、自相关性及最大李雅普诺夫指数等性能进行评估。结果表明,真随机数发生器能够以600 Mbit/s的吞吐率产生熵值0.994847 bit/sample的随机数序列,而且具有低的偏移度和自相关性及较低的硬件开销。