一種組合式隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前，隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在密碼學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，隨著加密技術(shù)的發(fā)展，解密技術(shù)也迅速地發(fā)展著，有一些解密公司甚至聲稱只要有足夠的時(shí)間和金錢就可以解密所有的加密芯片，本文設(shè)計(jì)的是可以具有成本效益且安全的隨機(jī)數(shù)發(fā)生模塊。
　　本文設(shè)計(jì)了一種組合隨機(jī)數(shù)序發(fā)生器，利用硬件電路和單片機(jī)STM32來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采樣、算法和數(shù)據(jù)處理功能，本文對(duì)隨機(jī)序列的生成原理和相關(guān)的測試方法及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了深入的研究和討論。在硬件電路方面，利用了振蕩采樣法和直接放大

2、法組合的方式來產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)，在算法方面，首先，由真隨機(jī)數(shù)模塊提供隨機(jī)的初始種子和參數(shù)；然后利用主算法生成“0”和“1”等概率的序列；其次，對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排序；最后，SHA_512安全散列算法是用來進(jìn)一步發(fā)散序列,為序列增強(qiáng)隨機(jī)性。該算法引入不確定度和高速轉(zhuǎn)換，根據(jù)數(shù)據(jù)的奇偶性得到一組不規(guī)則的“0”和“1”序列，并減少了生成的數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，最后提出了一種輸出機(jī)制，采用多種方式輸出，利用數(shù)據(jù)緩存的方式，串行地輸出兩種生成方式不一的

3、隨機(jī)序列，提升了輸出數(shù)據(jù)的不可測性，同時(shí)也能提升了隨機(jī)數(shù)輸出速率。
　　為了評(píng)估設(shè)計(jì)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器輸出數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，提出了基于NIST SP800-22國際標(biāo)準(zhǔn)檢測項(xiàng)目檢查的測試方案，針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部與外部生成的序列進(jìn)行檢測，測試結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器能產(chǎn)生隨機(jī)性良好的數(shù)據(jù)。
　　本文設(shè)計(jì)的組合式隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在串行輸出狀態(tài)時(shí)輸出比特率達(dá)到了10Mbps，并通過了NIST SP800-22測試。除了可以滿足項(xiàng)目的需要，還可以