[发明专利]现场可编程门阵列的随机数生成器

说明书

本发明揭露一种现场可编程门阵列的随机数生成器，现场可编程门阵列的随机数生成器有一随机源组、一环境感测组、一采样控制器及一熵收获器。该随机源组被用于提供随机讯号。该环境感测组被用于提供环境讯号。该采样控制器连接该随机源组及该环境感测组。该熵收获器连接该随机源组及该采样控制器，以致该熵收获器用随机讯号及环境讯号产生随机数。

技术领域

本发明关于随机数产生，特别关于现场可编程门阵列的随机数生成器。

背景技术

可用随机数保护数据安全，并用随机数生成器产生随机数。一些随机数生成器产生的随机数无法被操控，可称这些随机数生成器为「真实随机数生成器」。其他随机数生成器产生的随机数易被预期，可称这些随机数生成器为「非真实随机数生成器」。真实随机数生成器大多被用于特殊应用集成电路。尚无真实随机数生成器有效地被用于现场可编程门阵列。当今现场可编程门阵列的随机数生成器用非真实随机数生成器，以致不能产生真实随机数而无法有效保护数据安全性。

US20110169579A1所示的随机数生成器用二随机源。一随机源是一高频振荡器71，另一随机源是一低频振荡器72。然而，此专利未于FPGA实现产生真实随机数。

US20150019605A1所示的随机数生成器用二锁相回路当随机源。然而，此专利未于FPGA实现产生真实随机数。

如WO2014007583A1所示，一随机数生成器用一物理数据库路径110当随机源，并用一个二进制计数器140延迟讯号。然而，此专利产生随机源方式为单一形式，须以补偿电路提高其随机度。

CN101515228A所示的随机数生成器用一随机源模块1及后处理模块2。随机源模块1有多个环形振荡器31、32、…、3N当随机源，用一互斥或门4处理从这些环形振荡器而来的讯号，并用一采样器5对从互斥或门4而来的讯号采样。从采样器5而来的讯号被视为原始随机数。后处理器模块2处理原始随机数。从后处理器模块2而来的讯号被视为随机数。然而，此专利未于FPGA实现产生真实随机数。

发明内容

有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的是提供一种现场可编程门阵列的随机数生成器。

为达成上述目的，该现场可编程门阵列的随机数生成器有一随机源组、一环境感测组、一采样控制器及一熵收获器。该随机源组被用于提供随机讯号。该环境感测组被用于提供环境讯号。该采样控制器连接该随机源组及该环境感测组。该熵收获器连接该随机源组及该采样控制器，以致该熵收获器用随机讯号及环境讯号产生随机数。

进一步的，该随机源组包括第一随机源、第二随机源及第三随机源。

进一步的，该第一随机源包括：两个环形振荡器，每个环形振荡器包括若干串联的反向器，每个反向器包括若干可组态讯号产生器；及一采样器连接该两个环形振荡器。

进一步的，每个可组态讯号产生器依模式输出正向或反向的讯号，并包括相连的可组态控制器、可组态多任务器及可组态静态随机存取记忆体数组，其中该可组态控制器动态调整可组态多任务器输出路径并避免物理倾向，因此确保不可预期性。

进一步的，该第二随机源包括：一锁相回路包括两个时钟讯号源；两个延迟串行电路分别连接该两个时钟讯号源，每个延迟串行电路包括若干可组态讯号产生器；及一采样器连接该两个延迟串行电路。

进一步的，每个可组态讯号产生器依模式输出正向或反向的讯号，并包括相连的可组态控制器、可组态多任务器及可组态静态随机存取记忆体数组，其中该可组态控制器动态调整可组态多任务器输出路径并避免物理倾向，因此确保不可预期性。

进一步的，该第三随机源包括：若干延迟串行电路，每个延迟串行电路包括若干可组态讯号产生器；若干多任务器；及若干反向器，连接该延迟串行电路及该多任务器，可决定该第三随机源的工作模式，每个反向器包括若干可组态讯号产生器。