一种用于随机计算的随机数发生器制造技术

本专利公开揭示了一种用于随机计算的随机数发生器，包括：激励单元、第一随机单元、第二随机单元和感测单元，其中，在所述激励单元的激励下，所述第一随机单元以第一概率从高阻态转变为低阻态；在所述激励单元的激励下，所述第二随机单元以第二概率从高阻态转变为低阻态；所述第二随机单元根据所述第一随机单元与第二随机单元的电阻状态之间的组合关系，随机输出第一或第二或第三或第四响应电流；所述感测单元用于感测所述第二随机单元随机输出的第一或第二或第三或第四响应电流，并根据感测结果生成随机数1或0。测结果生成随机数1或0。测结果生成随机数1或0。

【技术实现步骤摘要】
一种用于随机计算的随机数发生器


[0001]本公开属于信息安全领域，具体涉及一种用于随机计算的随机数发生器。

技术介绍

[0002]随机计算是一种新兴的计算形式，通过由“0”和“1”组成的随机比特流中“1”的概率对数值进行编码，它的计算成本低，并且对软错误的容错能力强，在信息
，近年来受到人们广泛关注。
[0003]与传统的二进制计数相比，随机计算可以使用简单的逻辑门电路实现一些复杂的运算从而降低计算成本，例如，单个与门可以实现乘法运算，单个多路复用器可以实现按比例的加法和减法运算。同时，随机计算对软错误的容错能力强，在运算过程中如果一些比特位发生翻转，由于随机比特流中所有比特位的权重都相等，这些错误翻转对运算结果的影响小；而传统的二进制计数中一些比特位的翻转对运算结果影响大。
[0004]传统的随机计算电路通常由随机数发生器和逻辑运算单元构成。随机数发生器存在电路复杂、面积等问题，如广泛使用的基于线性反馈移位寄存器(LFSR)，LFSR由多个寄存器和多个异或门构成，电路面积大，硬件成本高，已经抵消了随机计算带来的成本收益本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于随机计算的随机数发生器，包括：激励单元、第一随机单元、第二随机单元和感测单元，其中，在所述激励单元的激励下，所述第一随机单元以第一概率从高阻态转变为低阻态；在所述激励单元的激励下，所述第二随机单元以第二概率从高阻态转变为低阻态；所述第二随机单元根据所述第一随机单元与第二随机单元的电阻状态之间的组合关系，随机输出第一或第二或第三或第四响应电流；所述感测单元用于感测所述第二随机单元随机输出的第一或第二或第三或第四响应电流，并根据感测结果生成随机数1或0。2.根据权利要求1所述的随机数发生器，其中，优选的，所述第一随机单元采用非易失性存储器，包括磁性随机存储器、阻变随机存储器、相变随机存储器和铁电随机存储器中任意一种；所述第二随机单元采用易失性选通器，包括双向阈值开关选通器、金属
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绝缘体相变选通器、混合离子
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电子导体选通器、场助超线性阈值转换选通器、肖特基二极管选通器、隧穿势垒选通器和金属丝阈值开关选通器中任意一种。3.根据权利要求1所述的随机数发生器，其中，所述第一随机单元和第二随机单元串联。4.根据权利要求1所述的随机数发生器，其中，所述激励单元的激励为电压激励或电流激励。5.根据权利要求4所述的随机数发生器，其中，通过调节所述电压激励或所述电流激励的脉冲幅值或脉冲宽度，以调控所述第一随机单元从高阻态向低阻态进行转变的第一概率；通过调节所述电压激励或所述电流激励的脉冲幅值或脉冲宽度，以调控所述第二随机单元从高阻态向低阻态进行转变的第二概率。6.根据权利要求5所述的随机数发生器，其中，所述电压激励的脉冲宽度为100ps到10ms，脉冲幅值为1mV到10V；所述电流激励的脉冲宽度为100ps到10ms，脉冲幅值为1nA到10mA。7.根据权利要求5或6所述的随机数发生器，其中，所述电压激励或电流激励的波形包括方波、正弦波形、三角形波形、梯形波形、截断正弦波、阶梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵泰，刁其徽，柴正，周雪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：