[发明专利]随机数生成方法及芯片

说明书

提供了一种随机数生成及芯片的方法。所述方法包括：采集所述芯片的环境信号，得到所述环境信号的第一测量值，所述环境信号包含所述芯片的温度、电压、感光量；对所述环境信号的第一测量值进行模数转换，得到所述环境信号的第二测量值；从所述环境信号的第二测量值中提取随机噪声信号，并根据所述随机噪声信号生成随机数。本申请提供的方案利用芯片上的环境传感器为真随机数提供熵源，能够大大减小芯片的设计成本，增加了真随机数生成的码率，为真随机数提供了较高质量的熵源。

技术领域

本申请涉及随机数生成领域，并且更为具体地，涉及一种随机数生成方法及芯片。

背景技术

随着电子技术和通信技术的发展，电子设备对安全性的要求越来越高，真随机数发生器(true random number generator，TRNG)已成为安全系统中不可或缺的一部分。

传统的关于真随机数的生成通常采用振荡器采样法。振荡器采样法通过一个高抖动的低频信号对一个固有的高频信号进行采样，得到一个随机序列。但是，随着电子设备对真随机数的需求越来越多，设计者需要在芯片上额外设置多个振荡单元作为熵源来提供所需的随机数，存在增加芯片设计成本的问题。

发明内容

本申请提供一种随机数生成方法及芯片，以节省芯片的设计成本。

第一方面，提供随机数生成方法，所述方法包括：采集所述芯片的环境信号，得到所述环境信号的第一测量值，所述环境信号包含所述芯片的温度、电压、感光量；对所述环境信号的第一测量值进行模数转换，得到所述环境信号的第二测量值；从所述环境信号的第二测量值中提取随机噪声信号，并根据所述随机噪声信号生成随机数。

作为一种可能的实现方式，所述从所述环境信号的第二测量值中提取随机噪声信号，并根据所述随机噪声生成随机数，包括：对所述环境信号的第一测量值与所述环境信号的第二测量值做差值，提取所述随机噪声信号，并根据所述随机噪声信号生成随机数。

作为一种可能的实现方式，所述环境信号的第二测量值对应的位宽大于所述环境信号的第一测量值对应的测量精度。

作为一种可能的实现方式，所述随机噪声信号包括所述环境信号的第二测量值的最低有效位。

作为一种可能的实现方式，所述环境信号的第二测量值对应的位宽大于8比特位。

作为一种可能的实现方式，所述采集所述芯片的环境信号，得到所述环境信号的第一测量值，包括：多次采集所述芯片的环境信号，获取多个所述环境信号的测量值；根据多个所述环境信号的测量值，得到所述环境信号的第一测量值。

作为一种可能的实现方式，所述根据多个所述环境信号的测量值，得到所述环境信号的第一测量值，包括对多个所述环境信号的测量值进行统计平均计算，得到所述环境信号的第一测量值。

作为一种可能的实现方式，采集所述环境信号的传感器包括工艺、电压、温度传传感器以及光传感器。

作为一种可能的实现方式，所述随机噪声信号包括热噪声。

第二方面，提供一种芯片，包括：环境传感器，用于采集所述芯片的环境信号，得到所述环境信号的第一测量值，所述环境信号包含所述芯片的温度、电压、感光量；模数转换模块，与所述环境传感器相连，用于对所述环境信号的第一测量值进行模数转换，得到所述环境信号的第二测量值；随机数生成器，用于从所述环境信号的第二测量值中提取随机噪声信号，并根据所述随机噪声信号生成随机数。

本申请实施例提供的方案，利用芯片上的环境传感器所采集到的环境信号，通过从环境信号的测量值中提取随机噪声，从而获取到真随机数。相比于传统的振动器采样法，能够大大节省芯片的设计成本，减少了芯片的空间占用。另外，环境传感器为随机数生成器提供了高质量的熵源，为真随机数的生成提供了较好的熵源补充。

附图说明