本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于智能卡的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及其后處理算法的研究

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【摘要】：本文介紹一種應(yīng)用于智能卡的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器,并分析了以雜湊函數(shù)SM3作為后處理算法來提高其隨機(jī)數(shù)的質(zhì)量.真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是智能卡中不可缺少的一部分,它用于智能卡中機(jī)密信息的加密和簽名,大多數(shù)加密系統(tǒng)的安全性依賴于隨機(jī)數(shù)的不可預(yù)測(cè)性和不可重現(xiàn)性.真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)現(xiàn)電路中使用固定低頻時(shí)鐘采樣通過反饋模式來控制的的高頻時(shí)鐘,采用環(huán)形振蕩器在振蕩過程中不斷積累的抖動(dòng)作為熵源,并通過三級(jí)級(jí)聯(lián)的耦合方式提高輸出的統(tǒng)計(jì)特性,促進(jìn)隨機(jī)性的擴(kuò)散,同時(shí)相較傳統(tǒng)環(huán)形振蕩器面積也得到了節(jié)省.電路采用SMIC 0.13μm工藝平臺(tái)實(shí)現(xiàn),核心電路版圖面積小于0.0156 mm~2,包括3個(gè)輸入端口,4個(gè)輸出端口.考慮到智能卡具有很高的安全需求,本文也討論了一些常見的攻擊方式及對(duì)應(yīng)的預(yù)防措施.本文介紹的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器已經(jīng)完成了流片,并已對(duì)芯片進(jìn)行了完整的測(cè)試.很多研究表明,后處理算法可以提高隨機(jī)數(shù)的質(zhì)量,本文表明測(cè)試數(shù)據(jù)在經(jīng)過后處理之后,可以通過隨機(jī)性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn).
【作者單位】： 清華大學(xué)微電子學(xué)研究所清華信息科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室;
【關(guān)鍵詞】： 智能卡 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 振蕩器 后處理 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
【基金】：核高基重大專項(xiàng)(2014ZX01032205)
【分類號(hào)】：TN918.4;TN409
【正文快照】： 密碼學(xué)報(bào),2016,3(6):555 563.1引言真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是智能卡的重要的一部分,智能卡在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時(shí)候,信息的安全性是重中之重.在智能卡內(nèi)部結(jié)構(gòu)中,需要密碼算法協(xié)處理器來保證數(shù)據(jù)交換的安全性,而真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器正是為通信系統(tǒng)中的安全性提供了保證.真隨機(jī)數(shù)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上具

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