[发明专利]一种随机数发生单元与装置

说明书

本发明提供了一种随机数发生单元与装置，涉及随机数发生器技术领域。该随机数发生单元包括至少一组物理随机源模块、采样控制模块以及数字后处理模块，至少一组物理随机源模块、采样控制模块、数字后处理模块依次电连接，物理随机源模块包括模拟电路，并通过模拟电路生成随机信号，采样控制模块用于在系统时钟域对随机信号进行采样，数字后处理模块用于对采样后的随机信号按预设定的算法进行处理，以生成随机数。本发明提供的随机数发生单元具有随机性更强，且随机数的质量更好的效果。

技术领域

本发明涉及随机数发生器技术领域，具体而言，涉及一种随机数发生单元与装置。

背景技术

在信息化高速发展的今天，信息安全得到越来越多国家和行业的重视。现代密码技术在网上购物、金融证券、政府、军事对抗等应用技术的发展中取得了快速的发展。而现代密码技术多以密钥为基础进行不同加解密算法的实现，密钥的产生则来源于随机数发生器。

随机数发生器分为两类：伪随机数发生器(PRNG:Pseudo Random NumberGenerator)和真随机数发生器(TRNG:True Random Number Generator)。伪随机数发生器通常基于某种给定的算法和初始化随机种子来实现，当随机种子不同时，产生的随机数不同。其缺点则是当采用的随机种子相同时，生成的随机数相同的。真随机数发生器则通常利用某些物理特性的不确定性来产生随机数，如利用电路的热噪声、环境噪声、放射性衰变、振荡法等技术。

目前，真随机数发生器采用的是基于数字逻辑的振荡型真随机数发生器中，包含高频振荡时钟，低频采样时钟及数字后处理单元。其中高频振荡时钟在实现上会产生一定的串扰，导致产生的随机数随机性不够强，随机数的质量不够好。

有鉴于此，如何解决上述问题，是本领域人员关注的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种随机数发生单元，以解决现有技术中的随机数发生器的随机性不够强，随机数的质量不够好的问题。

本发明的另一目的在于提供一种随机数发生装置，以解决现有技术中的随机数发生器的随机性不够强，随机数的质量不够好的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

一发明，本发明实施例提供了一种随机数发生单元，所述随机数发生单元包括至少一组物理随机源模块、采样控制模块以及数字后处理模块，所述至少一组物理随机源模块、所述采样控制模块、所述数字后处理模块依次电连接，所述物理随机源模块包括模拟电路，并通过所述模拟电路生成随机信号，所述采样控制模块用于在系统时钟域对所述随机信号进行采样，所述数字后处理模块用于对采样后的随机信号按预设定的算法进行处理，以生成随机数。

进一步地，所述模拟电路包括至少一路高频时钟电路与至少一路低频采样时钟电路，以生成高频振荡随机信号或低频采样随机信号。

进一步地，所述模拟电路包括第一高频振荡随机源电路、第二高频振荡随机源电路以及低频采样时钟电路，所述第一高频振荡随机源电路与所述第二高频振荡随机源电路组成两路高频时钟电路，所述第一高频振荡随机源电路、所述第二高频振荡随机源电路以及所述低频采样时钟电路组成两路低频采样时钟电路。

进一步地，所述第一高频振荡随机源电路与所述第二高频振荡随机源电路的输出端均与所述低频采样时钟电路的输入端电连接，所述低频采样时钟电路用于对第一高频振荡随机源电路与所述第二高频振荡随机源电路进行采样，以生成随机信号。

进一步地，当所述模拟电路输出低频采样随机信号时，所述采样控制模块用于对每组所述物理随机源模块的低频采样时钟的上升沿进行采样，并在每路采样时钟的下降沿都到来后后，将所述低频采样时钟的信号同步到系统时钟域，并对所有低频采样随机信号进行异或处理。