[发明专利]随机数发生器、随机数发生方法及芯片

说明书

本发明实施例涉及一种随机数发生器、随机数发生方法及芯片。将低熵随机数输入至至少一个物理不可克隆函数，以使低熵随机数经至少一个物理不可克隆函数增强后产生高熵随机数，将高熵随机数经后处理模块以预设方式进行处理以输出最终随机数；或，将低熵随机数经后处理模块以预设方式处理后，输入至至少一个物理不可克隆函数进行增强，作为最终随机数输出。通过实施本发明实施例，有效的提升随机数质量。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种随机数发生器、随机数发生方法及芯片。

背景技术

随机数在许多领域有广泛应用，比如信息安全领域中用于生成密钥、用于公钥密码和数字签名等。一个随机数发生器往往有两部分构成，一个是随机数熵源，一个是后处理模块。随机数之所以随机，是因为熵源产生出具有熵的随机数，熵决定了随机数的质量。现有技术中的随机数发生器除了熵源以外，并没有其他可以增加随机数熵的办法。因为后处理模块相关技术是在不增加熵的前提下，提升随机数的输出效率，后处理模块本身并不能增加随机数的熵。如何有效增加随机数的熵，从而提升随机数发生器随机数的质量，是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种随机数发生器及随机数发生方法，能够有效的提升随机数质量。

一方面，本发明实施例提供一种随机数发生器，包括：至少一个随机数熵源，后处理模块以及至少一个物理不可克隆函数；其中，至少一个随机数熵源，用于产生低熵随机数；所述低熵随机数为产生高熵随机数的基础；后处理模块，用于对输入其中的低熵随机数或高熵随机数以预设方式进行处理；至少一个物理不可克隆函数，用于在所述后处理模块对所述高熵随机数以预设方式进行处理以输出最终随机数之前，将所述低熵随机数增强为高熵随机数；或，用于在所述后处理模块对所述低熵随机数以预设方式处理之后，将所述后处理模块处理后的低熵随机数增强，作为最终随机数输出。

可选的，所述熵源为多个，所述低熵随机数，由所述多个熵源中的任一个或多个产生。

可选的，物理不可克隆函数为多个，所述多个物理不可克隆函数成并联架构、串联架构或并联与串联的混合架构。

可选的，所述预设方式，包括：异或操作、奇偶校验、冯-诺依曼校正、Hash函数、傅里叶变换、移位寄存器方式中的任一种或多种。

可选的，随机数发生器，还包括：中转模块，用于在所述随机数熵源、物理不可克隆函数以及后处理模块之间暂时存储，并传输所述低熵随机数，高熵随机数或所述后处理模块处理后的低熵随机数；存储模块，用于接收存储所述最终随机数。

另一方面，本发明实施例还提供一种随机数发生方法，包括：通过至少一个随机数熵源产生低熵随机数；所述低熵随机数为产生高熵随机数的基础；对所述低熵随机数的处理为以下两种方式中的任一种，将所述低熵随机数输入至至少一个物理不可克隆函数，以使所述低熵随机数经所述至少一个物理不可克隆函数增强后产生高熵随机数，将所述高熵随机数经后处理模块以预设方式进行处理以输出最终随机数；或，将所述低熵随机数经后处理模块以预设方式处理后，输入至至少一个物理不可克隆函数进行增强，作为最终随机数输出。

可选的，所述熵源为多个，所述低熵随机数，由所述多个熵源中的任一个或多个产生。

可选的，所述物理不可克隆函数为多个，所述多个物理不可克隆函数成并联架构、串联架构或并联与串联的混合架构。

可选的，所述预设方式，包括：异或操作、奇偶校验、冯-诺依曼校正、Hash函数、傅里叶变换、移位寄存器方式中的一种或多种。

可选的，方法还包括：在所述随机数熵源、物理不可克隆函数以及后处理模块之间暂时存储，并传输所述低熵随机数，高熵随机数或所述后处理模块处理后的低熵随机数；以及，接收存储所述最终随机数。

第三方面，本发明实施例还提供一种芯片，包括实现其芯片本身功能的集成电路和上述随机数发生器。