[发明专利]高可靠的物理随机数发生系统及方法

权利要求书

1.一种高可靠的物理随机数发生系统，其特征在于，包括：数字驱动模块、混沌噪声采集模块、后处理模块、在线检测模块、输出模块；

所述数字驱动模块生成数字驱动信号，并发送至混沌噪声采集模块；

所述混沌噪声采集模块包括数模转换器、多个超晶格器件和多个模数转换器；所述数模转换器接收将所述数字驱动信号，并将其转换为模拟波形，同时利用所述模拟波形驱动各路超晶格器件，产生混沌振荡；各模数转换器分别与对应的超晶格器件相连，采样对应超晶格器件产生的混沌振荡，并输出原始随机序列；

所述后处理模块接收各模数转换器输出的原始随机序列，并分别进行随机性提取，得到多组足熵的物理随机数；

所述在线检测模块对各组物理随机数按位异或后，发送至输出模块以提供给应用系统使用，同时还发送至所述数字驱动模块供其生成数字驱动信号。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠的物理随机数发生系统，其特征在于：所述数字驱动模块、后处理模块和在线检测模块均选用FPGA芯片。

3.根据权利要求1所述的一种高可靠的物理随机数发生系统，其特征在于：所述超晶格器件与模数转换器的采样通道的数量相等。

4.根据权利要求1或3所述的一种高可靠的物理随机数发生系统，其特征在于：所述在线检测模块对各组物理随机数的随机性指标进行实时检测，一旦发现某路故障，便发出报警信号。

5.一种高可靠的物理随机数发生方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用数字驱动模块生成数字驱动信号，并发送至混沌噪声采集模块，所述混沌噪声采集模块包括数模转换器、多个超晶格器件和多个模数转换器；

利用所述数模转换器接收将所述数字驱动信号，并将其转换为模拟波形，同时利用所述模拟波形驱动各路超晶格器件，产生混沌振荡；各模数转换器分别与对应的超晶格器件相连，采样对应超晶格器件产生的混沌振荡，并输出原始随机序列；

利用后处理模块接收各模数转换器输出的原始随机序列，并分别进行随机性提取，得到多组足熵的物理随机数；

利用在线检测模块对各组物理随机数按位异或后，发送至输出模块以提供给应用系统使用，同时还发送至数字驱动模块供其生成数字驱动信号。

6.根据权利要求5所述的一种高可靠的物理随机数发生方法，其特征在于：所述数字驱动模块、后处理模块和在线检测模块均选用FPGA芯片。

7.根据权利要求5所述的一种高可靠的物理随机数发生方法，其特征在于：所述超晶格器件与模数转换器的采样通道的数量相等。

8.根据权利要求5所述的一种高可靠的物理随机数发生方法，其特征在于：还包括利用在线检测模块对各组物理随机数的随机性指标进行实时检测，一旦发现某路故障，便发出报警信号。