[发明专利]一种基于电源的真随机数产生方法

说明书

一种基于电源的真随机数产生方法，采用上位机、微控制器、电源模块作为随机数产生的工具，上位机内具有指令单元、格式化单元和数据收发单元，微控制器内具有数据处理单元、数据传输单元；步骤如下，S1:把微控制器的一个输入引脚设置为输入模式并与电源连接；S2:将操作人员需要采集的随机数个数N发送给微控制器；S3:微控制器调用内部自身模数转换模块采集电源输入引脚的电压值及记录时间；S4:数据处理单元将记录时间、差值发送；S5:对差值进行格式化处理，得到符合要求的随机数，并发送给所需设备，完成本次随机数的生成和采集。本发明简化了硬件结构、成本降低，微控制器经采集电源改变值作为随机数，进而得到真随机数，具有较大实际应用价值。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别是一种基于电源的真随机数产生方法。

背景技术

现有技术中，经随机发生器产生的随机数广泛运用在各种领域中。例如博彩业，通过随机数的方式来产生中奖号码；此外，随机数还在信息安全及密码产品中有很多的应用，例如生成动态密码及动态证书签名等等，极大的保证了信息安全等。

目前产生随机数的方法主要有三种，即手工法、数学法和物理法。其中，手工法是最早产生真随机的方法，通常是采用摇骰子和抽签的方法进行随机数的确定；但是随着应用规模的扩大，随机数产生的规模也随之扩大，于是人们通过手工制作随机数表格方式来获取随机数，表格中有成千上万个预先产生的真随机数，这种方法虽然能获取随机数，但效率很低，因此应用存在很大局限性。第二种方法就是数学法，这也是目前运用最广泛的一种方法，应用中在计算机上用数学方法产生某一分布的随机数，由于这些产生的随机数是依照已知的算法产生，所以不是真正的随机数，因此这种方式产生的随机数被称为伪随机数，伪随机数存在周期性和可预测性的缺点，难以确保信息加密的安全，应用也存在局限性。第三种方法是物理法，即将计算机与一种物理装置相连，将物理过程转换成随机数，例如混沌激光变化产生随机数，但此种方法对操作人员的技术要求很高，且成本较高不具备推广价值。综上所述，提供一种基于技术要求低、成本低的物理法产生真随机数的方法显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有随机数产生的三种方法中，存在的难以确保信息加密的安全，对操作人员的技术要求很高，成本较高，不具备推广价值，应用存在很大局限性的弊端，本发明提供了通过微控制器、上位机作为随机数产生的硬件，具有成本低、使用方便、对操作人员要求不高的优点，应用中利用电源在通电时产生的热噪声从而改变电源电压的特点作为基础，微控制器通过模数转换模块采集电源改变值作为随机数，进而得到真随机数，由此实现了生产效率的提高，具有较大实际应用价值，可广泛应用于数据加密、保密通信等领域的一种基于电源的真随机数产生方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：