[发明专利]一种高速真随机数发生器

摘要

本发明公开了一种高速真随机数发生器，包括第一反馈环振真随机源、第二反馈环振真随机源和加密运算单元，所述第一反馈环振真随机源用于产生第一随机序列，所述第二反馈环振真随机源用于产生第二随机序列，所述加密运算单元以第一随机序列作为明文数据且以第二随机序列作为密钥进行加密运算并输出密文数据作为随机数输出。与现有技术相比较，本发明仅由普通逻辑单元组成，极易系统集成；同时，采用加密的方式实现真随机数发生器，通过异或链和DES算法将生成随机数进行均衡校正实现两种环形振荡器产生随机数的组合，最终随机数生成速率达到400Mbit/s。

主权项

一种高速真随机数发生器，其特征在于，包括第一反馈环振真随机源、第二反馈环振真随机源和加密运算单元，所述第一反馈环振真随机源用于产生第一随机序列，所述第二反馈环振真随机源用于产生第二随机序列，所述加密运算单元以第一随机序列作为明文数据且以第二随机序列作为密钥进行加密运算并输出密文数据作为随机数输出；所述第一反馈环振真随机源和所述第二反馈环振真随机源至少包括一个新型FIRO环形振荡器或新型GARO环形振荡器；所述新型FIRO环形振荡器包括多路改进型FIRO环形振荡器，每路改进型FIRO环形振荡器的输出端分别与多路选择器的多个输入端相连接，所述多路选择器受控于控制信号使其在当前时刻仅选通一路改进型FIRO环形振荡器并输出信号；所述改进型FIRO环形振荡器采用n个反相器连接成环形振荡器，每个反相器的输出信号均通过反馈环路反馈至第一个反相器的输入端，每个反相器的输入端都接一个二选一选择器，所述二选一选择器的输出端与该反相器的输入端相连接，所述二选一选择器的第一输入端与该反相器的输出端相连接，所述二选一选择器的第二输入端与前级反相器的输出端相连接，所述二选一选择器受控于控制信号使其选通第一输入端或第二输入端，当所述第一输入端选通时，每个反相器从大环路中断开，形成独立的子环振进入亚稳定状态；当所述第二输入端选通时，每个反相器从子环振断开，重新接入大环振，快速进入稳态；所述新型GARO环形振荡器包括多路改进型GARO环形振荡器，每路改进型GARO环形振荡器的输出端分别与多路选择器的多个输入端相连接，所述多路选择器受控于控制信号使其在当前时刻仅选通一路改进型GARO环形振荡器并输出信号；所述改进型GARO环形振荡器采用n个反相器连接成环形振荡器，第n个反相器的输出端信号通过反馈环路反馈至每个反相器的输入端，每个反相器的输入端都接一个二选一选择器，所述二选一选择器的输出端与该反相器的输入端相连接，所述二选一选择器的第一输入端与该反相器的输出端相连接，所述二选一选择器的第二输入端与前级反相器的输出端相连接，所述二选一选择器受控于控制信号使其选通第一输入端或第二输入端，当所述第一输入端选通时，每个反相器从大环路中断开，形成独立的子环振进入亚稳定状态；当所述第二输入端选通时，每个反相器从子环振断开，重新接入大环振，快速进入稳态。