本文關(guān)鍵詞：安全SOC芯片隨機(jī)數(shù)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國家對(duì)信息安全產(chǎn)業(yè)支持力度的加大,幾乎所有與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互的產(chǎn)品其安全性都需要得到保證。隨機(jī)數(shù)模塊作為安全SOC芯片中不可或缺的一部分,也越來越受到重視,同時(shí)對(duì)隨機(jī)性的要求也越來越嚴(yán)格。隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是加密應(yīng)用的基礎(chǔ),可用于產(chǎn)生指定安全要求的加密密鑰、對(duì)抗側(cè)信道攻擊、生成初始向量、隨機(jī)填充位。本文詳細(xì)介紹了一款安全SOC芯片的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器模塊的設(shè)計(jì),包括真?zhèn)坞S機(jī)數(shù)模塊,以及各相關(guān)功能模塊。在設(shè)計(jì)之初,就對(duì)市面上通用的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行廣泛的調(diào)研,經(jīng)認(rèn)真分析,嚴(yán)格制定出適合本款芯片安全性要求的設(shè)計(jì)方案。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中都不斷對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證,以便盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)上的不足,并及時(shí)進(jìn)行修改。同時(shí)還進(jìn)行了從模式仿真和主模式仿真,以及芯片的成品測(cè)試,保證了整個(gè)設(shè)計(jì)的正確性。在流片之后,對(duì)樣片采集了所需樣本尺寸的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)能夠達(dá)到要求的隨機(jī)性,足夠?qū)崿F(xiàn)密碼學(xué)上的安全要求,可以滿足大多數(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用。本設(shè)計(jì)取得了一定的創(chuàng)新性:該模塊為AIS31標(biāo)準(zhǔn)的隨機(jī)數(shù)自檢進(jìn)行了可測(cè)性設(shè)計(jì),為需要測(cè)試的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了可供訪問的寄存器。設(shè)計(jì)的隨機(jī)數(shù)模塊能通過隨機(jī)數(shù)自檢,同時(shí)能通過隨機(jī)性檢測(cè)規(guī)范,芯片的安全性得到了有力的保證。該模塊實(shí)現(xiàn)了跨時(shí)鐘域設(shè)計(jì),能夠有效提高隨機(jī)數(shù)的生成速率。同時(shí),不僅支持算法時(shí)鐘較快的情況,還支持算法較慢的情況,甚至滿足兩個(gè)時(shí)鐘相差很大的情況,可以滿足不同用戶的使用。該模塊是基于總線接口的設(shè)計(jì),支持word、halfword和byte訪問,各功能模塊都進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)。可以配置不同的時(shí)鐘,不同的分頻系數(shù),增強(qiáng)了模塊的可移植性,使用起來更為靈活。
【關(guān)鍵詞】：SOC 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 隨機(jī)性檢測(cè) 跨時(shí)鐘域
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN918.4;TN402
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 引言12-15
• 0.1 概述12
• 0.2 選題背景及實(shí)際意義12-13
• 0.3 論文結(jié)構(gòu)及相關(guān)內(nèi)容13-15
• 第1章 RNG基本原理15-25
• 1.1 隨機(jī)數(shù)特性15-16
• 1.1.1 隨機(jī)性15
• 1.1.2 不可預(yù)測(cè)性15-16
• 1.1.3 隨機(jī)序列16
• 1.2 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器16-21
• 1.2.1 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器16-17
• 1.2.2 哥倫布隨機(jī)性假設(shè)17
• 1.2.3 PRNG的常用方法17-21
• 1.3 TRNG的原理21-25
• 1.3.1 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器21-22
• 1.3.2 TRNG的影響因素22
• 1.3.3 TRNG的常用方法22-25
• 第2章 隨機(jī)數(shù)檢測(cè)25-38
• 2.1 隨機(jī)數(shù)檢測(cè)概述25-27
• 2.1.1 隨機(jī)數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)25
• 2.1.2 隨機(jī)數(shù)檢測(cè)指標(biāo)25-26
• 2.1.3 統(tǒng)計(jì)理論基礎(chǔ)26-27
• 2.2 AIS31評(píng)估基礎(chǔ)27-29
• 2.3 AIS31評(píng)估要求29-32
• 2.3.1 P1級(jí)29-30
• 2.3.2 P2級(jí)30-32
• 2.4 AIS31檢測(cè)項(xiàng)32-34
• 2.5 隨機(jī)數(shù)自檢34-38
• 2.5.1 卡方測(cè)試34-35
• 2.5.2 總失敗測(cè)試和上電檢測(cè)35
• 2.5.3 在線檢測(cè)和上電檢測(cè)35-36
• 2.5.4 在線檢測(cè)、總失敗檢測(cè)和上電檢測(cè)36-38
• 第3章 RNG的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)38-51
• 3.1 總線接.模塊38-42
• 3.1.1 總線接.模塊38-40
• 3.1.2 中斷控制模塊40
• 3.1.3 真隨機(jī)數(shù)采集模塊40-41
• 3.1.4 偽隨機(jī)數(shù)采集模塊41
• 3.1.5 數(shù)字化噪聲數(shù)據(jù)采集模塊41
• 3.1.6 低功耗模塊41-42
• 3.2 真隨機(jī)數(shù)模塊42
• 3.2.1 震蕩采樣發(fā)生器42
• 3.2.2 數(shù)學(xué)后處理42
• 3.3 數(shù)字化噪聲模塊42-43
• 3.4 偽隨機(jī)數(shù)模塊43-44
• 3.4.1 鐘控發(fā)生器43
• 3.4.2 交替停走發(fā)生器的設(shè)計(jì)43-44
• 3.5 跨時(shí)鐘模塊44-50
• 3.5.1 同步電路44-45
• 3.5.2 兩級(jí)同步器45-46
• 3.5.3 握手同步器46-48
• 3.5.4 跨時(shí)鐘域的實(shí)現(xiàn)48-50
• 3.6 功能描述50-51
• 第4章 模塊仿真與分析51-61
• 4.1 模塊仿真51-52
• 4.2 功能仿真52-56
• 4.2.1 分頻控制的驗(yàn)證52-53
• 4.2.2 真隨機(jī)數(shù)的驗(yàn)證53
• 4.2.3 數(shù)字化噪聲信號(hào)的驗(yàn)證53-54
• 4.2.4 偽隨機(jī)數(shù)的驗(yàn)證54
• 4.2.5 跨時(shí)鐘模塊的驗(yàn)證54-55
• 4.2.6 不同時(shí)鐘關(guān)系的驗(yàn)證55
• 4.2.7 安全模式的驗(yàn)證55-56
• 4.2.8 中斷的驗(yàn)證56
• 4.3 平臺(tái)仿真56-58
• 4.4 芯片成品測(cè)試58
• 4.5 隨機(jī)數(shù)檢測(cè)58-61
• 第5章 總結(jié)61-62
• 致謝62-63
• 參考文獻(xiàn)63-65

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李建成;莊釗文;張亮;;SOC設(shè)計(jì)的軟硬件協(xié)同驗(yàn)證研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2007年10期

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3 黃曉英,廉玉忠,李世取;關(guān)于“停走”生成器概率模型中的符合率問題[J];數(shù)學(xué)理論與應(yīng)用;2001年01期

4 吳盼望;張善從;;基于移位寄存器的偽隨機(jī)序列改進(jìn)算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2012年18期

  本文關(guān)鍵詞：安全SOC芯片隨機(jī)數(shù)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：359194