基于fpga 一种真随机数生成器的设计和实现.pdf

第 30卷第 11期计算机应用与软件 Vol
2013年 puterApplicationsandSoftware
基于 FPGA一种真随机数生成器的设计和实现
吴飞李艳萍
(太原理工大学信息工程学院山西太原 030024)
摘要针对随机数在保密通信中的应用,设计并实现一种基于 FPGA的真随机数生成器,将 RS触发器的亚稳态作为随机源,减
小时钟信号的相位偏移,最小化内部元件的工艺差异,从而保证输出序列的随机性,对多个触发器的输出进行异或操作并且加入后
处理模块来提高随机序列的质量和增加每比特的熵。该设计在 XilinxSpartan3XC3S400平台上实现,产生的随机序列可通过 NIST
测试,满足设计要求。该真随机数发生器仅由普通逻辑单元组成,能快速移植到集成电路设计流程中,缩短开发周期。
关键词真随机数发生器现场可编程门阵列查找表亚稳态触发器后处理
中图分类号 TP309 文献标识码 A DOI:.1000
DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFATRUERANDOM NUMBER
GENERATORBASEDONFPGA
WuFei LiYanping
(CollegeofInformationEngineering,TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,Shanxi,China)
Abstract munication,wedesignandimplementanewFPGAbasedtrue
randomnumbergenerator(TRNG)flopastherandomsourcetoreducethephaseshiftof

ofmultitriggersareconductedtheXORoperationsandareaddedthepostprocessingmoduleforenhancingthequalityofrandomsequences
,therandomsequencegenerated
canpasstheNISTtest,
only,itcanbequicklytransplantedintoASICdesignandshortenthedevelopmentcycle.
Keywords TRNG FPGA Lookuptable Metastability Trigger Postprocessing
进行了测试验证。
0 引言
1 真随机数生成器的设计
许多算法和系