随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器制造方法及图纸

本申请提供一种随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器包括：生成随机数发生器的当前架构；对所述随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；若所述频谱仿真结果满足预设条件，则根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构；若所述频谱仿真结果不满足所述预设条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并对所述随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足所述预设条件为止。通过该方法生成的随机数生成器可靠性更高。

Modeling method, device, medium and random number generator of random number generator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器
本申请涉及计算机
，尤其涉及一种随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器。
技术介绍
随着计算机网络、通信技术和物联网的飞速发展，信息数据的安全性越来越重要，基于此，加密算法应运而生，而随机数是加密算法的重要的组成部分。通常随机数发生器用于生成随机数。根据产生方式的不同，随机数发生器可以分为伪随机数发生器和真随机数发生器。其中，真随机数发生器利用物理现象的随机特性来产生真随机数，需要产生具有非确定性、无周期、不可复制的随机数熵原。目前真随机数发生器可以通过模拟电路或者数字电路实现。其中数字电路的实现方式可以设计出高质量的熵原，因此数字电路是随机数发生器的发展趋势。但是通过数字电路实现的随机数发生器，在设计初期需要确定随机数发生器的架构。现有技术中，依靠的是人为经验生成随机数发生器的架构，这势必造成随机数发生器可靠性较低的问题。
技术实现思路
本申请提供一种随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器，从而提高随机数发生器的可靠性。第一方面，本申请提供一种随机数发生器的建模方法，包括：生成随机数发生器的当前架构；对随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；若频谱仿真结果满足预设条件，则根据随机数发生器的当前架构确定随机数发生器的最终架构；若频谱仿真结果不满足预设条件，则调整随机数发生器的当前架构，并对随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足预设条件为止。通过该方法可以确定随机数发生器的最终架构，其中随机数发生器的最终架构对应的频谱仿真结果满足预设条件，基于此，通过该方法生成的随机数生成器可靠性更高。可选地，根据随机数发生器的当前架构确定随机数发生器的最终架构，包括：通过随机数发生器的当前架构生成随机数；若随机数的质量满足测试条件，则确定随机数发生器的当前架构为随机数发生器的最终架构；若随机数的质量不满足测试条件，则调整随机数发生器的当前架构，并通过调整后的当前架构生成随机数，直到随机数的质量满足测试条件为止。通过该方法可以有效的确定随机数发生器的最终架构。可选地，随机数发生器的当前架构包括：并联连接的M个振荡环以及一个异或门电路，M个振荡环的输出端与异或门的输入端连接，其中，振荡环包括：依次串联的N个与非门、P个反相器以及Q个多路选择器，其中N＝2，M和P均为大于2的正整数，Q＝1；相应的，调整随机数发生器的当前架构，包括：调整随机数发生器的当前架构中M、N、P和Q中的至少一项。可选地，M个振荡环中任意两个振荡环包括的反相器的等效数量互素；其中，任一振荡环中反相器的等效数量为任一振荡环中反相器的实际数量与任一振荡环中与非门等效于反相器的数量、任一振荡环中多路选择器等效于反相器的数量之和。通过该方式可以保证频谱仿真结果具有非相关性。可选地，生成随机数发生器的当前架构，包括：分别确定与非门、反相器和多路选择器的延迟；分别根据与非门、反相器和多路选择器的延迟确定与非门、反相器和多路选择器的的个数；根据与非门、反相器和多路选择器的个数生成随机数发生器的当前架构。通过该方法可以有效的生成随机数发生器的当前架构。可选地，预设条件为以下至少一项：频谱仿真结果为高频频谱、频谱仿真结果具有非相关性、频谱仿真结果具有均匀性。下面将介绍随机数发生器的建模装置、介质、计算机程序产品以及随机数生成器，其效果可参考方法部分的效果，下面对此不再赘述。第二方面，本申请提供一种随机数发生器的建模装置，包括：生成模块，用于生成随机数发生器的当前架构。仿真模块，用于对随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果。确定模块，用于若频谱仿真结果满足预设条件，则根据随机数发生器的当前架构确定随机数发生器的最终架构。调整模块，用于若频谱仿真结果不满足预设条件，则调整随机数发生器的当前架构，并对随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足预设条件为止。可选地，确定模块具体用于：通过随机数发生器的当前架构生成随机数；若随机数的质量满足测试条件，则确定随机数发生器的当前架构为随机数发生器的最终架构；若随机数的质量不满足测试条件，则调整随机数发生器的当前架构，并通过调整后的当前架构生成随机数，直到随机数的质量满足测试条件为止。可选地，随机数发生器的当前架构包括：并联连接的M个振荡环以及一个异或门电路，M个振荡环的输出端与异或门的输入端连接，其中，振荡环包括：依次串联的N个与非门、P个反相器以及Q个多路选择器，其中N＝2，M和P均为大于2的正整数，Q＝1；相应的，调整模块具体用于：调整随机数发生器的当前架构中M、N、P和Q中的至少一项。可选地，M个振荡环中任意两个振荡环包括的反相器的等效数量互素；其中，任一振荡环中反相器的等效数量为任一振荡环中反相器的实际数量与任一振荡环中与非门等效于反相器的数量、任一振荡环中多路选择器等效于反相器的数量之和。可选地，生成模块具体用于：分别确定与非门、反相器和多路选择器的延迟；分别根据与非门、反相器和多路选择器的延迟确定与非门、反相器和多路选择器的的个数；根据与非门、反相器和多路选择器的个数生成随机数发生器的当前架构。可选地，预设条件为以下至少一项：频谱仿真结果为高频频谱、频谱仿真结果具有非相关性、频谱仿真结果具有均匀性。第三方面，本申请提供一种随机数发生器的建模装置，包括：处理器和存储器，存储器用于存储处理器的执行指令，以使处理器实现如第一方面或第一方面的可选方式的方法。第四方面，本申请提供一种根据上述第一方面或第一方面的可选方式的方法生成的随机数发生器，包括：并联连接的K个振荡环以及一个异或门电路，K个振荡环的输出端与异或门的输入端连接，振荡环包括：依次串联的使能控制模块、测试控制模块、测试控制模块和反相器链模块和环长控制模块、且环长控制模块的一输出端与使能控制模块的一输入端连接。使能控制模块，用于通过一输入端接收使能信号，当使能信号为1时，控制振荡环工作。测试控制模块，用于通过一输入端接收使能信号，通过另一输入端接收测试输入信号，以根据使能控制模块的使能信号和测试输入信号测试振荡环是否处于卡住状态。反相器链模块，用于对测试控制模块的输出信号进行相位反转，得到振荡环的输出信号。环长控制模块，用于控制反相器链模块的长度。可选地，测试控制模块具体用于：若使能控制模块的输出信号为0，且测试输入信号为1，振荡环的输出信号为0，则确定振荡环处于正常状态；若使能控制模块的输出信号为0，且测试输入信号为1，振荡环的输出信号为1，则确定振荡环处于卡住状态，不能自振。可选地，使能控制模块包括：一个二输入与非门，测试控制模块包括：一个二输入与非门，反相器链模块包括：串联的奇数个反相器，环长控制模块包括：一个多路选择器。可选地，K个振荡环中任意两个振荡环包括的反相器的等效数量互素；其中，任一振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种随机数发生器的建模方法，其特征在于，包括：/n生成随机数发生器的当前架构；/n对所述随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；/n若所述频谱仿真结果满足预设条件，则根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构；/n若所述频谱仿真结果不满足所述预设条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并对所述随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足所述预设条件为止。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种随机数发生器的建模方法，其特征在于，包括：
生成随机数发生器的当前架构；
对所述随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；
若所述频谱仿真结果满足预设条件，则根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构；
若所述频谱仿真结果不满足所述预设条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并对所述随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足所述预设条件为止。


根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构，包括：
通过所述随机数发生器的当前架构生成随机数；
若所述随机数的质量满足测试条件，则确定所述随机数发生器的当前架构为所述随机数发生器的最终架构；
若所述随机数的质量不满足测试条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并通过调整后的当前架构生成随机数，直到所述随机数的质量满足测试条件为止。


根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述随机数发生器的当前架构包括：并联连接的M个振荡环以及一个异或门电路，所述M个振荡环的输出端与所述异或门的输入端连接，其中，所述振荡环包括：依次串联的N个与非门、P个反相器以及Q个多路选择器，其中N＝2，M和P均为大于2的正整数，Q＝1；
相应的，所述调整所述随机数发生器的当前架构，包括：
调整所述随机数发生器的当前架构中M、N、P和Q中的至少一项。


根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述M个振荡环中任意两个振荡环包括的反相器的等效数量互素；
其中，任一振荡环中反相器的等效数量为所述任一振荡环中反相器的实际数量与所述任一振荡环中与非门等效于反相器的数量、所述任一振荡环中多路选择器等效于反相器的数量之和。


根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生成随机数发生器的当前架构，包括：
分别确定所述与非门、所述反相器和所述多路选择器的延迟；
分别根据所述与非门、所述反相器和所述多路选择器的延迟确定所述与非门、所述反相器和所述多路选择器的的个数；
根据所述与非门、所述反相器和所述多路选择器的个数生成所述随机数发生器的当前架构。


根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述预设条件为以下至少一项：所述频谱仿真结果为高频频谱、所述频谱仿真结果具有非相关性、所述频谱仿真结果具有均匀性。


一种随机数发生器的建模装置，其特征在于，包括：
生成模块，用于生成随机数发生器的当前架构；
仿真模块，用于对所述随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；
确定模块，用于若所述频谱仿真结果满足预设条件，则根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构；
调整模块，用于若所述频谱仿真结果不满足所述预设条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并对所述随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足所述预设条件为止。


根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块具体用于：
通过所述随机数发生器的当前架构生成随机数；
若所述随机数的质量满足测试条件，则确定所述随机数发生器的当前架构为所述随机数发生器的最终架构；
若所述随机数的质量不满足测试条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并通过调整后的当前架构生成随机数，直到所述随机数的质量满足测试条件为止。


根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述随机数发生器的当前架构包括：并联连接的M个振荡环以及一个异或门电路，所述M个振...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦健，陈建兴，王冬格，申艾麟，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44