基于可配置异步反馈环形振荡器的真随机数发生器

摘要：

作为现代加密系统不可或缺的一部分,真随机数发生器(TRNG)在信息安全中具有非常重要的作用.本文提出了一种可配置、轻量级、高吞吐量的真随机数发生器.该结构利用与非门和异或门构成了可配置的异步反馈环形振荡器,通过在短时间内增加相位噪声,来扩大时间抖动范围,从而改善了熵源的随机性.该结构在Xilinx Kintex-7进行了多次测试验证,实验结果表明,在不同温度(0℃～80℃)和不同输出电压(0.8～1.2 V)的环境变化下,所提出的TRNG具有较强的鲁棒性,在硬件资源上仅消耗了 43个LUTs和6个DFFs,并且获得高达300 Mb/s的吞吐量.同时,生成的随机比特流能够以较高的P值通过NIST SP800-22 和 NIST SP800-90B 测试.

关键词：真随机数发生器、可配置异步反馈环形振荡器、轻量级、高吞吐量

所属期刊栏目：36

分类号：TN47(微电子学、集成电路（IC）)

资助基金：青年教师科研创新启动专项A项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2023-04-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：126-133