真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的VLSI實現(xiàn)研究.pdf

1、信息安全在現(xiàn)代生活中有越來越重要的作用,而信息安全芯片,特別是密碼芯片是保證信息安全的重要工具.作為密碼芯片中的重要組成部分,真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的VLSI設(shè)計受到人們越來越多的關(guān)注.該論文就是以密碼芯片中的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器IP核為研究對象,開展真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的理論研究與VLSI實現(xiàn)時的結(jié)構(gòu)設(shè)計.為了解真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在密碼芯片中的重要作用,論文首先介紹了密碼學(xué)理論基礎(chǔ),以及隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的分類,并概述了真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實現(xiàn)途徑:對噪聲源直接放大、

2、采樣振蕩器抖動噪聲、離散時間混沌映射.該論文主要針對前兩種基本方法的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行了細(xì)致的理論分析、研究和VLSI設(shè)計;并對兩個方案的設(shè)計都進(jìn)行了系統(tǒng)級分析建模、電路級分析設(shè)計、以及后端版圖設(shè)計.在論文的第二章中,主要研究基于放大電阻熱噪聲的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計方案.在此方案中,作者設(shè)計了噪聲放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、比較器、失調(diào)控制系統(tǒng)、電荷泵、后處理器.并且以上述模塊的設(shè)計依據(jù)和電路結(jié)構(gòu)設(shè)計方法為重點,進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和VLSI實現(xiàn)分

3、析.在論文的第三章中,主要介紹基于采樣振蕩器抖動噪聲的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計.在對此種系統(tǒng)方案進(jìn)行理論分析之后,從功能的角度,將整個系統(tǒng)主要分為3個部分:慢時鐘電路、快時鐘電路以及采樣電路.并在相應(yīng)章節(jié)中對此3部分電路的VLSI設(shè)計分別進(jìn)行了描述.實現(xiàn)的兩個真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器電路均采用CHARTERED-0.35UM-3.3V工藝,用HSPICE對各自的電路模塊以及系統(tǒng)進(jìn)行了仿真.仿真結(jié)果顯示輸出碼流為隨機(jī)數(shù)序列.并且兩個方案的VLSI電路都