基于布尔网络的低功耗物理随机数发生器

• 作者: 侯二林 刘海芳 张建国 杨芮 王云才 龚利爽
• 来源期刊: 深圳大学学报（理工版）
• 学科: 工学
• 关键词: 物理电子学 保密通信 布尔网络 混沌 物理随机数发生器 现场可编程逻辑阵列
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 光电工程
• 页码范围: 51-56
• 页数: 6页
• 分类号: TN918
• 字数: 2431字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1249.2020.01051

摘要

利用布尔网络设计一种低功耗物理随机数发生器,熵源部分为12个二输入逻辑门相互耦合及1个反向器构成的自治布尔网络,并从时域、频域及计算最大李雅普诺夫指数等方面分析其产生信号的混沌特性.经过对该混沌信号采样和量化,生成熵值为1 bit/sample、实时产生速率为100 Mbit/s的随机序列.整个物理随机数发生器在现场可编程逻辑阵列(field programmable gate array,FPGA)平台上实现,硬件逻辑资源消耗少.美国国家标准与技术研究院的随机数测试程序结果表明,产生的随机数具有良好的随机统计特性.该设计可应用于高速加密系统、保密通信等信息安全领域.