[发明专利]对物理元件进行特定有序的执行的系统和方法

权利要求书

1.一种数字生成器，包括：

多个物理元件，其中每两个物理元件与固有差异相关联，所述固有差异是由于制造工艺的不一致性以及不精确性而引起的；

积分器，其耦合到所述多个物理元件，所述积分器使用选择电路从所述多个物理元件中选择出两个物理元件集合，随着时间放大所选择的两个物理元件集合之间的差异，并产生第一积分差异信号，所选择的两个集合顺序地与所述积分器相耦合，使得在第一选择的集合上的积分抵消在第二选择的集合上的积分；以及

比较判定逻辑，其耦合到所述积分器，所述比较判定逻辑确定所选择的两个物理元件集合之间的差异是否与第一位的“1”或“0”相关联。

2.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述多个物理元件中的每一个物理元件由电容器制成，并且所述积分器基于差分运算放大器和积分电容器而实现，以在交替的采样持续时间和积分持续时间期间对所选择的两个电容器集合之间的差异进行积分。

3.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述积分器在采样阶段和积分阶段之间交替。

4.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述积分器选择另两个物理元件集合，随着时间放大所选择的这两个物理元件集合之间的差异，并产生第二积分差异信号，所述第二积分差异信号进一步用于确定第二位的“1”或“0”，所述第一位和所述第二位顺序地在所述数字生成器的输出端生成，并被时分复用为多位输出数字的一部分。

5.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，在所选择的两个物理元件集合中的至少一个集合中的物理元件是由线性反馈移位寄存器(LFSR)顺序地选择出来的，并耦合到所述积分器以用于积分。

6.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述积分器以连续模式进行操作，所述连续模式包括两个连续周期，在第一连续周期期间执行第一数量的累积循环，以耦合第一选择物理元件集合并将所述第一积分差异信号从第一阈值电压充电到第二阈值电压，在第二连续周期期间执行第二数量的减法循环，以耦合第二选择物理元件集合并将所述第一积分差异信号从所述第二阈值电压放电到所述第一阈值电压，所述第一数量和所述第二数量的差异用于确定所述第一位。

7.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述第一位与多位数字中的至少一个位相关联，所述多位数字包括多个位，伪随机数生成器(PRNG)使用所述多位数字作为产生随机数的种子。

8.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述第一位与第一数字中的至少一个位相关联，所述第一数字包括多个位，并且所述第一数字与基于用户机密而计算出的第二数字以及由随机数生成器提供的第三数字中的至少一个混合，所混合的数字由密码器使用以增强其安全等级。

9.根据权利要求1所述的数字生成器，其中，所述多个物理元件中的每一个物理元件由晶体管制成，所述积分器基于差分运算放大器和积分电容器而实现，以在交替的采样持续时间和积分持续时间期间对所选择的两个晶体管集合的对应阈值电压之间的差异进行积分。

10.一种基于多个物理元件来生成位的“1”或“0”的方法，包括以下步骤：

使用选择电路从所述多个物理元件中选择出两个物理元件集合，其中每两个物理元件与固有差异相关联，所述固有差异是由于制造工艺的不一致性以及不精确性而引起的；

随着时间放大所选择的两个物理元件集合之间的差异以产生第一积分差异信号，所选择的两个集合顺序地与所述积分器相耦合，使得在第一选择的集合上的积分抵消在第二选择的集合上的积分；以及

确定所选择的两个物理元件集合之间的差异是否与第一位的“1”或“0”相关联。