[发明专利]用于随机数产生器的延迟装置及方法及其随机数产生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于一随机数产生器的延迟装置及方法及其随机数产生器，尤其涉及一种可产生延迟的输入信号以提供予随机组件，进而提升随机性的延迟装置及方法及其随机数产生器。

背景技术

随机数产生器普遍应用于密码学中，用来提供随机的数值或不定值，以产生可用于同步或异步加密算法的随机数、随机数或金钥。公知随机数产生器的随机数源（entropy source）具有数个相同或不同的随机组件，而每一随机组件的输出值可相互结合，进而产生一随机的输出结果。

公知随机组件可分为二种类型：延迟变异型（jitter-based）及亚稳态型（metastability-based），此二种类型的随机组件都可用来产生随机位值。一般来说，随机位值的随机性会受到环境因素的影响，如工艺过程、电压及温度等。举例来说，工艺偏移会影响随机性。由于工艺偏移造成随机组件出现某种程度的一致性，使得随机组件所输出的随机位值因此偏离真正的随机。在某些情况下，此一致性可能造成随机组件持续产生相同的位值输出（如一连串的1或一连串的0），抑或输出的随机位值具有周期性。如此一来，随机数产生器的随机性会降低。

为达到较高的随机性，公知随机数产生器的随机数源往往使用大量的随机组件并结合这些随机组件的输出结果。然而，大量的随机组件会消耗大量的电能并占据大幅电路面积。除此之外，随机组件通常是通过半导体工艺中的标准逻辑单元（standard logic cell）电路来实现，而每一标准逻辑单元都具有某种程度的一致性，因此，将这些具有同构型的随机组件的输出值结合，所产生的结果往往不具有令人满意的随机性。再者，用于随机组件的触发信号通常来自于同一个系统频率，而系统频率的周期性使得不同随机组件可能具有相似的触发结果。有鉴于此，公知技术实有改善的必要。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在于提供一种可产生延迟的输入信号以提供予随机组件，进而提升随机性的延迟装置及方法及其随机数产生器。

本发明公开一种用于一随机数产生器中的延迟装置，用来产生一信号以提供予一随机组件，该延迟装置包括有一延迟模块，用来产生多个延迟信号，其中每一延迟信号具有一延迟时间，且该延迟时间不同于其它延迟信号的延迟时间；一多任务器，耦接至该延迟模块，用来输出该多个延迟信号中一延迟信号作为一延迟触发信号，以控制该随机组件产生一随机位值；以及一延迟选择装置，耦接至该多任务器，用来产生一选择信号，该选择信号控制该多任务器选择输出该延迟信号作为该延迟触发信号。

本发明还公开一种随机数产生器，包括有一随机组件；以及一延迟装置，用来产生一信号以提供予该随机组件。该延迟装置包括有一延迟模块，用来产生多个延迟信号，其中每一延迟信号具有一延迟时间，且该延迟时间不同于其它延迟信号的延迟时间；一多任务器，耦接至该延迟模块，用来输出该多个延迟信号中一延迟信号作为一延迟触发信号，以控制该随机组件产生一随机位值；以及一延迟选择装置，耦接至该多任务器，用来产生一选择信号，该选择信号控制该多任务器选择输出该延迟信号作为该延迟触发信号。

本发明还公开一种随机数产生器，包括有多个随机组件；以及一延迟装置，用来产生一信号以提供予该多个随机组件中每一随机组件。该延迟装置包括有一延迟模块，用来产生多个延迟信号，其中每一延迟信号具有一延迟时间，且该延迟时间不同于其它延迟信号的延迟时间；多个多任务器，其中每一多任务器都耦接至该延迟模块，用来输出该多个延迟信号中一延迟信号作为一延迟触发信号，以控制该多个随机组件中每一随机组件产生一随机位值；以及一延迟选择装置，耦接至该多个多任务器，用来产生一选择信号，该选择信号控制该多个多任务器中每一多任务器选择输出该延迟信号作为该延迟触发信号。

本发明还公开一种在一随机数产生器中产生一信号以提供予一随机组件的方法，包括有产生多个延迟信号，其中每一延迟信号具有一延迟时间，且该延迟时间不同于其它延迟信号的延迟时间；以及产生一选择信号，该选择信号选择输出该多个延迟信号中一延迟信号作为一延迟触发信号，以控制该随机组件产生一随机位值。

附图说明

图1为本发明实施例一亚稳态型随机组件的示意图。

图2A为亚稳态型随机组件在振荡模式时的等效电路示意图。

图2B为亚稳态型随机组件在解析模式时的等效电路示意图。

图3为本发明实施例亚稳态型随机组件的波形示意图。

图4A为使用延迟触发信号的亚稳态型随机组件的波形示意图。

图4B为图4A的波形的细部示意图。