[发明专利]一种终端随机数发生的方法及系统

说明书

本发明提供一种终端随机数发生的方法及系统，方法包括：通过硬件随机数发生器产生真随机数；安全传输所述真随机数至终端；终端通过伪随机数发生器，以接收到的真随机数为随机数种子产生随机数序列。本发明由外部硬件随机数发生器产生真随机数，并将其安全传输至终端，终端以此作为随机数种子通过伪随机数发生器分散出大量的随机数。本发明具有显著降低终端成本，保证随机数符合不可预知性和随机性的要求等优点。

技术领域

本发明涉及终端安全领域，具体说的是一种终端随机数发生的方法及系统。

背景技术

金融支付终端经常需要用到随机数，比如：1.用于生成密钥对，按照密钥管理规范必须采用随机数生成，确保密钥的内容是不可预知和无法探测的；2.用于加密数据的过程对数据进行填充，确保同样的待加密数据，每次加密出来的结果都不一样，从而防止重放攻击；3.用于身份认证系统，使用随机数作为挑战因子发送给通信的另一方，要求另一方返回正确的应答。随机数的作用是确保每次挑战的问题是“随机”的。

常见的随机数发生器包含两种：伪随机数发生器以及硬件随机数发生器。

伪随机数发生器，是通过一种纯软件的算法来实现的，根据输入的随机数种子，按照一定的生成规则，来产生随机数序列。这种随机数发生器的算法通常是固定的，比如标准C库自带的伪随机数函数，如果种子固定，则生成的随机数序列也是固定的。

硬件随机数发生器(英语：hardware random number generator)，也叫真随机数生成器(英语：True Random Number Generator,TRNG)是一种通过物理过程而不是计算机程序来生成随机数字的设备，这样的设备通常是基于一些能生成低等级、统计学随机的“噪声”信号的微观现象，如热力学噪声、光电效应和量子现象。这些物理过程在理论上是完全不可预测的，并且已经得到了实验的证实。通过重复采样这些随机的信号，一系列的随机数得以生成。

对于安全性要求较高的终端，如金融POS机来说，无论采用伪随机数发生器还是硬件随机数发生器来产生随机数，都存在一定的缺陷，体现在：

(1)伪随机数发生器，由于其产生随机数的算法和序列是固定不变的，因此只要能够获取到第一次的随机数种子，则理论上可以推导出后续产生的所有随机数序列，因此后续生成的随机数“不可预知”的特性就无法满足了。而为了确保随机数种子的“不可预知性”，则需要使用随机数来作为种子，这样就形成了“先有鸡还是先有蛋”的悖论。

因此，伪随机数通常应用于对安全性要求不是特别严格的场合，通过软件随意设置一个种子(例如将系统时间作为种子)，但是这个种子是可以分析出来的。对于金融POS终端等安全性要求较高的设备来说，则无法满足要求。

(2)硬件随机数发生器，存在的缺点在于：

a.需要有专门的硬件作为支撑，因此会提高终端设备的硬件成本；

b.硬件随机数发生器有时候不够稳定，不能确保每次产生的随机数都是足够随机的，因为自然界的噪声等随机信号并不是一直总是那么随机的。为了确保采集到足够稳定的随机信号，往往需要对CPU进行降频来实现，生成随机数时会影响终端的运行速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种终端随机数发生的方法及系统，确保所生成的随机数的不可预知性和随机性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种终端随机数发生的方法，包括：

通过硬件随机数发生器产生真随机数；

安全传输所述真随机数至终端；

终端通过伪随机数发生器，以接收到的真随机数为随机数种子产生随机数序列。

本发明提供的另一个技术方案为：