[发明专利]一种抵抗侵入式攻击的真随机数发生器

权利要求书

1.一种抵抗侵入式攻击的真随机数发生器，其特征在于，包括：随机数源产生模块、检测模块和后处理模块；

所述随机数源产生模块的输出端分别耦合至所述检测模块和后处理模块的输入端；

所述随机数源产生模块用于产生具有随机特性的数字信号:所述随机数源产生模块包括高频信号源、低频信号源、采样电路和选择器；

所述采样电路的输入信号为高频信号源输出的高频信号及低频信号源输出的低频信号；

所述采样电路的输出信号为具有随机特性的数字信号，是由低频信号对高频信号进行采样后获得的；

所述采样电路的输出端耦合至所述选择器的输入端，所述选择器用于选择输出所述采样电路的输出信号或所述检测模块的输出信号；

所述检测模块用于检测所述具有随机特性的数字信号是否被侵入式攻击，若被侵入式攻击，还用于报警并停止所述随机数源产生模块的输出，具体的：

所述检测模块包括第一自检电路，所述第一自检电路包括自检数据产生电路、控制信号产生电路、检测电路和第一报警电路；

所述自检数据产生电路用于产生自检数据并将所述自检数据输入所述选择器的输入端；

所述控制信号产生电路用于产生一控制信号并将所述控制信号发送至所述选择器的输入端，控制所述选择器选择输出所述自检数据；

所述检测电路用于比较所述选择器输出的自检数据与所述自检数据产生电路产生的自检数据是否相同，若不相同，则所述第一报警电路报警并停止所述选择器的输出；

所述后处理模块用于对所述随机数源信号进行算法处理以产生真随机数数据。

2.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述检测模块还包括第二自检电路，所述第二自检电路用于检测所述选择器的输出端的随机数据是否存在被侵入式攻击，若存在，所述第二自检电路还用于报警并停止所述选择器的输出。

3.如权利要求2所述的真随机数发生器，其特征在于，所述第二自检电路包括计数器、比较器和第二报警电路；

所述计数器的输入端耦合至所述选择器的输出端，所述计数器的输出端耦合至所述比较器的输入端，所述比较器的输出端耦合至所述第二报警电路；

所述计数器用于计数所述选择器输出的随机数据出现连续0和1的个数；

所述比较器用于比较所述出现连续0和1的个数是否大于设定值，若大于，所述第二报警电路报警并停止所述选择器的输出。

4.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述后处理模块包括异或门电路和线性反馈移位寄存器；

所述异或门电路的输入端耦合至所述选择器的输出端，所述异或门电路的输出端耦合至所述线性反馈移位寄存器的输入端；

所述异或门电路的输入信号为所述选择器输出的具有随机特性的数字信号；

所述线性反馈移位寄存器的输入信号为具有随机特性的数字信号与线性反馈移位寄存器的反馈信号经所述异或门电路异或后的信号。

5.如权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述高频信号源为高频振荡器，所述高频振荡器包括第一至第四或门、第一至第十反相器和一个与非门；

第一至第十反相器依次串连，且第十反相器的输出端耦合至与非门的输入端，与非门的输出端和第十反相器的输出端分别耦合至第四或门的输入端，第四或门的输出端和第四反相器的输出端分别耦合至第三或门的输入端，第三或门的输出端和第三反相器的输出端分别耦合至第二或门的输入端，第二或门的输出端和第一反相器的输出端分别耦合至第一或门的输入端，第一或门的输出端耦合至第一反相器的输入端。

6.如权利要求4所述的真随机数发生器，其特征在于，所述线性反馈移位寄存器包括第一至第七异或门及第零至第四十D触发器；

第零D触发器的D端口接到第一异或门的输出端，Q端口接到第一D触发器的D端口；第一D触发器的Q端口接到第二D触发器的D端口，第二D触发器的Q端口接到第三D触发器的D端口；如此依次将第零至第四十D触发器串联起来；第零至第四十D触发器的CK端口都由相同的时钟信号驱动；第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器及第六D触发器的Q端口分别接到第二异或门的四个输入端口，第二异或门的输出端口接至第一异或门的输入端；第十一D触发器、第十四D触发器的Q端口以及第四异或门的输出端分别接到第三异或门的三个输入端口，第三异或门的输出端口接至第一异或门的输入端；第十六D触发器、第十七D触发器的Q端口以及第五异或门和第六异或门的输出端分别接到第四异或门的四个输入端口；第十九D触发器、第二十一D触发器及第二十二D触发器的Q端口分别接到第五异或门的三个输入端口；第二十五D触发器、第二十六D触发器及第三十D触发器的Q端口以及第七异或门的输出端分别接到第六异或门的四个输入端口；第三十二D触发器、第三十五D触发器、第三十八D触发器及第四十D触发器的Q端口分别接到第七异或门的四个输入端口；其中，第二异或门、第三异或门、第四异或门、第五异或门、第六异或门及第七异或门的输出端进行异或后作为线性反馈移位寄存器的反馈信号，输出至第一异或门电路。