基于布尔网络的低功耗物理随机数发生器

TN918; 利用布尔网络设计一种低功耗物理随机数发生器,熵源部分为12个二输入逻辑门相互耦合及1个反向器构成的自治布尔网络,并从时域、频域及计算最大李雅普诺夫指数等方面分析其产生信号的混沌特性.经过对该混沌信号采样和量化,生成熵值为1 bit/sample、实时产生速率为100 Mbit/s的随机序列.整个物理随机数发生器在现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上实现,硬件逻辑资源消耗少.美国国家标准与技术研究院的随机数测试程序结果表明,产生的随机数具有良好的随机统计特性.该设计可应用于高速加密系统、保密通信等信息安全领域....

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Published in深圳大学学报（理工版） Vol. 37; no. 1; pp. 51 - 56
Main Authors 杨芮, 侯二林, 刘海芳, 龚利爽, 王云才, 张建国
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西太原030024%太原理工大学物理与光电工程学院,山西太原030024 30.01.2020
广东工业大学信息工程学院,广东广州510006
太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西太原030024
太原理工大学物理与光电工程学院,山西太原030024
Subjects
现场可编程逻辑阵列
保密通信
混沌
物理随机数发生器
布尔网络
物理电子学
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ISSN1000-2618
DOI10.3724/SP.J.1249.2020.01051

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Summary:TN918; 利用布尔网络设计一种低功耗物理随机数发生器,熵源部分为12个二输入逻辑门相互耦合及1个反向器构成的自治布尔网络,并从时域、频域及计算最大李雅普诺夫指数等方面分析其产生信号的混沌特性.经过对该混沌信号采样和量化,生成熵值为1 bit/sample、实时产生速率为100 Mbit/s的随机序列.整个物理随机数发生器在现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上实现,硬件逻辑资源消耗少.美国国家标准与技术研究院的随机数测试程序结果表明,产生的随机数具有良好的随机统计特性.该设计可应用于高速加密系统、保密通信等信息安全领域.
ISSN:1000-2618
DOI:10.3724/SP.J.1249.2020.01051