【摘要】：隨機數(shù)發(fā)生器在通信安全和密碼學(xué)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。隨機數(shù)發(fā)生器所生成的隨機數(shù),其隨機性、不可預(yù)測性對通信安全有著重要的價值,密鑰管理、加密算法和通信協(xié)議等應(yīng)用領(lǐng)域都需要使用隨機數(shù)。產(chǎn)生隨機數(shù)的器件稱為隨機數(shù)發(fā)生器,廣泛應(yīng)用的是偽隨機數(shù)發(fā)生器。偽隨機數(shù)發(fā)生器通過算法進行數(shù)學(xué)遞推得到隨機序列,存在隨機性差和密鑰種子容易被盜取的缺點。偽隨機數(shù)發(fā)生器的此種缺陷,導(dǎo)致其無法應(yīng)用在軍事通信、安全芯片等安全級別要求高的系統(tǒng)中。TRNG(True Random Number Generator)真隨機數(shù)發(fā)生器利用自然物理過程中的熱噪聲、閃爍噪聲等隨機噪聲,產(chǎn)生的真隨機序列具有更好的隨機性和不可預(yù)測性。本文對真隨機發(fā)生器原理方法和檢測評估方法進行了深入的研究與分析�；诙嘣凑袷幤骱虯ES(Advanced Encryption Standard)加密算法,提出一種真隨機數(shù)發(fā)生器。首先利用H-FIRO、H-RO、H-GARO三種不同類型的振蕩器作為TRNG真隨機數(shù)發(fā)生器系統(tǒng)的噪聲源,通過混合三種不同特性的噪聲,從系統(tǒng)的噪聲源頭改善了系統(tǒng)的隨機特性和不可預(yù)測性。對振蕩信號的隨機采樣生成隨機信號,使用線性反饋移位寄存器和馮諾依曼校正器等組成的硬件電路對隨機信號進行預(yù)處理,消除外部干擾導(dǎo)致的隨機序列偏差和自相關(guān)性。經(jīng)過預(yù)處理后產(chǎn)生的隨機序列作為密鑰“種子”,使用AES加密算法利用密鑰種子進行安全加密處理,最終得到高質(zhì)量、高安全性的真隨機數(shù)。本文設(shè)計的真隨機數(shù)發(fā)生器,通過大規(guī)模集成電路集成在嵌入式芯片中。經(jīng)過了實際的大量隨機數(shù)測試,產(chǎn)生的真隨機序列達到了NIST-SP800-22國際標(biāo)準(zhǔn)�；诙嘣凑袷幤骱虯ES算法的真隨機數(shù)發(fā)生器,能夠有效的提高系統(tǒng)和芯片的安全性,在保密通信、芯片加密等領(lǐng)域有十分重要的應(yīng)用價值。
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN918.4

【參考文獻】

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本文編號：2662317