3、128位可调数字真随机数生成器与网络监控系统的研究与实现

128位可调数字真随机数生成器与网络监控系统的研究与实现

真随机数生成器相关研究

真随机数在现代密码学等领域具有至关重要的地位，其生成的随机性和质量直接影响到相关应用的安全性和可靠性。在实际应用中，特别是对于空间应用，对真随机数生成器的要求更为严格。

问题描述

• 随机数生成器需要具备良好的密码学质量，同时要考虑其用于空间应用的特点。密码学质量要求随机数满足密码算法的需求。
• 基于FPGA的结构是实现的方向，要在FPGA中实现噪声源，并结合不同的硬件板。
• 执行方案时需检查统计独立性这一重要特性。常见的随机数生成器有多种类型，如真实、确定性等，这里选择了真随机数生成器（TRNG）。TRNG是一种物理设备，能保证公平的比特和统计独立性，还能确保高吞吐量与区域比例，产生稳定的比特率。生成随机序列后，需进行统计测试以检验其质量。

解决方案

提出了一种基于标准数字逻辑的全数字TRNG电路，通过标准数字逻辑测量两个相同的自由运行DCM之间的微小频率差异。

相关工作

• 有研究提出了简单可重构的框架，关注最新动态部分重构配置流的优势，探讨了伪随机数生成器及随机测试，其输出可用于不同的密码应用，这些应用对输出的随机性要求更高。
• 有论文致力于基于振荡环中相位抖动采样的真随机数生成器理论研究，提出了通用模型，能在一定假设下产生可证明的随机比特，并具有一定抗干扰能力。
• 还有研究基于Altera FPLD中的简单PLL实现了新的TRNG，通过测试验证了抖动信号的统计特性，生成的真随机数通