[发明专利]随机数产生及后处理电路

权利要求书

1.一种随机数产生及后处理电路，其特征是，真随机数产生电路1利用振荡采样法实现随机数输出，输出的随机数经过循环编码模块处理，保证随机序列中0和1的概率相接近；真随机数产生电路2利用亚稳态法实现另一路随机数输出，和随机数产生电路1一样也经过同样的循环编码模块处理，然后两路随机数进入安全哈希算法模块经过该模块处理后产生最终的真随机数。

2.如权利要求1所述的随机数产生及后处理电路，其特征是，真随机数产生电路1利用环形振荡器实现，环形振荡器是利用奇数个反相器连成一个环形链构成，反相器的数目为奇数，以2×T×N的周期震荡，这里N是环形链中反相器的数目，T是每一个反相器的传播延时，利用上述环形振荡器分别产生高频和低频信号，令低频信号作为D触发器时钟，高平信号作为D触发器数据输入，输出即为真随机数。

3.如权利要求1所述的随机数产生及后处理电路，其特征是，真随机数产生电路2基于亚稳态原理，利用RS触发器实现，R和S为RS触发器的两个输入端，Q和QB为RS触发器两个互补输出端。将RS触发器的R、S端都连接时钟信号Clk，当Clk＝0时，触发器的稳定输出为(Q，QB)＝(1，1)；当Clk＝1时，经历决断时间后输出稳定在(Q，QB)＝(1，0)or(0，1)，进一步地，在Clk上升沿到来时，触发器进入亚稳态，经过决断时间输出Q最终稳定在0或1，输出量Q具有随机性。

4.如权利要求3所述的随机数产生及后处理电路，其特征是，通过减小时钟信号的相位偏移，最小化内部元件的工艺差异，实现输出序列的随机性，产生预期的随机数。

5.如权利要求1所述的随机数产生及后处理电路，其特征是，循环编码模块中，随机序列按位输入到D触发器链中,后处理模块根据生成方程将D触发器链中相应位置上的数据抽头并进行异或操作,得到经过处理后的新随机序列。

6.如权利要求1所述的随机数产生及后处理电路，其特征是，安全哈希算法模块根据安全哈希算法实现，具体是把不同长度的数据通过哈希算法转化为固定长度的输出的一类函数两组经过处理的随机数进入安全哈希算法模块，这两组随机数分别经过安全哈希算法运算后将结果进行异或，异或结果作为最终随机数输出通过安全哈希算法处理可以使随机数具有更好的统计特性，提高随机数的随机性。