非确定性统计数据发生器制造技术

一种生成非确定性且非周期性随机位的方法，包括如下步骤：提供多个噪声发生器，提供基于外界输入的触发器；一提供所述触发器，就对所述噪声发生器之一的输出信号进行采样；基于所采样的信号的值生成第一随机数；并且其中，基于前一生成的随机数确定所要采样的噪声发生器的身份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非确定性统计数据生成。更具体而言，本专利技术涉及真随机的熵发生器。
技术介绍
时间回溯至一个半世纪以前，非确定性数据生成是科学中的一项热切追求。在一些科学界中，真随机数据被认为是生命和物质的本质的表达。俘获非确定性数据的秘密技术尽管缓慢，但是当前已经在从学习统计学到物理学到潮汐涨落以及贯穿人类进化的基因突变的大学课程中投入了实践。随着人类进一步调整现代计算机来辅助科学研究，对随机性的愿望也相应地增加。 当从真正的非确定性数据中抽取随机数时，能够将所述随机数用到各种各样的商务应用中，其涵盖了公益彩票、金融随机性研究、扑克牌机和商务安全应用。 John von Ne咖a皿在他有关随机性主题的著名语录中清楚地指出"任何考虑产生随机数字的算术方法的人都毫无疑问地处于负罪状态。因为，正如屡次指出的，不存在像随机数这样的东西——只存在产生随机数的方法，而严格的算术程序当然不是这样的方法。，，John vonNeuma皿，"Various techniques used in connectionwith randomdigits， ，， in A. S. Householder, G. E. Forsythe， and H. H. Ge rmond， eds.，Monte Carlo Method, National Bureau of Standards AppliedMathematics Series,12(Washington, D. C. :U. S. GovernmentPrinting Office,1951) :36_38. 计算机被有意设计成状态(stateful)机。平均的台式计算机当今能够每秒执行l亿条指令。计算机程序在根本上以数学计算为基础。无论计算机算法可能怎样花哨或者看上去怎样复杂，由该算法产生真随机数据是不可能的。计算机程序能够产生在各个方面看似统计随机的数据，而且对于一些应用而言，这种伪随机数据就足够了 。其他的应用要求数据是真随机的。真随机数据是从真随机物理事件中提取的。这一提取过程不需要完全以针对偏倚分布的软件补偿或"白化"为基础。如果是从一种以上类型的物理源提取并且每种类型的源有多个，那么能够允许熵就随机分布而言选择其自身的路径。具有这一性质的随机位流的强度源自于其种子的起源的多样性以及种子在整个采样过程中与非确定性、非周期计时(timing)相互作用的自由性。
技术实现思路
—种生成非确定性且非周期性随机统计数据的方法，包括如下步骤提供多个噪声发生器；提供基于外界输入的触发器；一旦提供所述触发器就对所述噪声发生器之一的输出信号进行采样；基于所采样的信号的值生成第一随机数；并且其中，基于前一生成的随机数确定所要采样的噪声发生器的身份。附图说明 图1是本专利技术的优选实施例的概括 图2是本专利技术的优选实施例的详细图； 图3是根据本专利技术的实施例的结合了非确定性统计数据发生器的系统的图示，所述系统用于将非确定性统计数据传送至远离所述非确定性统计数据发生器放置的客户端计算机并且由所述客户端存储以供以后使用；以及 图4是根据本专利技术的实施例的装置的构造的电路图。具体实施例方式尽管本专利技术容许存在很多不同形式的实施例，但是附图中示出了并且在文中详细描述本专利技术的优选实施例，应当理解本公开应看作是对本专利技术的原理的举例说明而不是旨在将本专利技术的宽泛方面限定为所示出的实施例。 本专利技术包括使用多个非确定性异步源来俘获统计无偏熵，使用微处理器和多个散列算法来提取随机位，以及对随机位进行分配以供远程计算机系统用于任何软件处理的方法、系统和装置。在优选实施例中，所述系统采用三个独立的电子异步时控(clocking)机构。所述独立的电子异步时控机构中的两个包括Y辐射检测器(Geiger Mueller计数器)。这两个电子异步时控机构用作防护装置从而为整个系统提供冗余和附加的保障所选择的随机位是真随机的并且在所生成的位的寿命期限内保持非确定性品质。这两个电子异步时控机构用作触发器来以非确定性的方式开始和停止来自多个随机噪声发生器的熵流。还可以提供第三个电子异步时控机构，用于以非确定性的方式改变系统的总状态，由此增大在任何给定的时间猜测系统状态的难度。 在优选实施例中，本专利技术采用多个随机数生成元件和多个随机数源。此外，本公开包含具有两个互相依存的微控制器以收集来自随机数源的数据的系统。 就此而言并参考图l，提供了第一处理器10和第二处理器12。第一处理器10包括从0到255计数的八位计时器24。所述处理器10和12优选为PICmicro 18F4xxx微控制器。所述微控制器使用其板上A/D转换器对噪声发生器采样，并对通过检测到的核衰变事件生成的中断做出响应。 计时器24的输入14-18是两个包括Geiger Mueller管的Gtube 20以及四个包括半导体噪声发生器的Nbox 22。本领域普通技术人员能够理解，尽管优选实施例是针对Geiger Mueller管描述的，但是也可以使用任何外界输入来替代Geiger Mueller计数器，例如，来自所检测到的射频的输入或者来自各种天气系统的输入。所述输入可以来自于量子或混沌系统。将Gtube 20暴露于放射性同位素，优选是作为初级13发射体和次级Y发射体的Cs-137。 Nbox 22优选包括八个齐纳二极管，所述二极管AC耦合至具有大约2000x的增益的高增益运算放大器。在Gtube 20检测到放射性事件时，通过0R(或)功能抵消另一个Gtube 20。 一旦在所述Gtube 20之一中检测到事件，就从所述八位计时器24对值采样，并将计时器24的值发送至第二处理器12。6 所述第一处理器从Nbox 22之一采样10位值，并且最低八位从所述10位值中被剪掉并且变成计时器24的下一起始状态。 第二处理器12的工作与第一处理器10 —样，只是其只包括单个Gtube 20，因为处理器12还负责将随机数转发至请求源。因此，第二处理器12的计时器24只包括一个输入26。此外，使来自第一处理器10和第二处理器12的值通过X0R(异或)功能，以判断将输出来自第一处理器10还是第二处理器12的随机数。 在图2中更为详细地示出了本专利技术的实施例。第一处理器10的四个Nbox 22都向Nbox移位逻辑30提供模拟随机噪声信号，所述Nbox移位逻辑30判断所述第一处理器lO将使用那些Nbox输出，并且对模拟信号采样并将其转换成IO位数字值。将采样的模拟信号的低8位存储在adresl 32内，并且将最高两位存储在adresh 34内。最高的字节，adresh 34，只含有两位但仍被称为字节，其中最高六位总等于零。 Gtube 20利用在图形中被称为tmrO的计时器，所述计时器的当前状态被存储成可作为两个字节tmrOh 36和tmr01 38使用的十六位值。 Nbox移位逻辑30连续从四个Nbox 22采样数据，一次一个。由先前结果的末两位确定要被选作下一源的Nbox 22。 由Nbox移位逻辑30为几个寄存器赋值。analog-pick 40采取adresl 32的一字不差的值，并且该寄存器用于挑选下一Nbox 22源，如上所述。analog-reg 42存储其本身和adre本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生成非确定性且非周期性随机位的方法，包括如下步骤：提供多个噪声发生器；提供基于外界输入的触发器；一旦提供所述触发器，就对所述噪声发生器之一的输出信号进行采样；基于所采样的信号的值生成第一随机数；并且其中，基于前一生成的随机数确定要采样的噪声发生器的身份。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RF约翰斯顿二世，WJ斯特劳斯，
申请(专利权)人：迪斯恩特有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]