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中南大学学报(自然科学版)

Journal of Central South University

第49卷    第4期    总第284期    2018年4月

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文章编号:1672-7207(2018)04-0888-05
基于自治布尔网络的高速物理随机数发生器研究
马荔1, 2,张建国1, 2,李璞1, 2,徐航1, 2,王云才1, 2

(1. 太原理工大学 物理与光电工程学院,山西 太原,030024; 2. 新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西 太原,030024)

摘 要: 利用确定性的数学算法可产生快速伪随机数,然而其具有可预测性,难以确保信息安全。从混沌物理熵源中提取的物理随机数具有统计无偏和不可预测性,但是受限于传统混沌电路的带宽瓶颈,随机数的实时产生速率无法有效提高,为此,设计实现一种基于自治布尔网络的宽带混沌振荡器。研究结果表明:利用该装置可产生速率达10 Gbit/s的物理随机数序列;所产生的物理随机数序列具有良好的随机统计特性;该装置可便捷地应用于数据加密、高速保密通信等领域。

 

关键词: 自治布尔网络;混沌;高速物理随机数发生器

High-speed physical random number generator based on autonomous Boolean networks
MA Li1, 2, ZHANG Jianguo1, 2, LI Pu1, 2, XU Hang1, 2, WANG Yuncai1, 2

1. College of Physics and Optoelectronics, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; 2. Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan 030024, China

Abstract:Using deterministic mathematical algorithms can produce fast pseudo-random numbers. However, their predictability makes them difficult to guarantee the security of communication. Unpredictable random numbers can be extracted from chaotic circuits, called physical random number generators (physical-RNGs). But the bandwidths of the conventional chaotic circuits limit their generation bit rates. A novel physical-RNG by utilizing the autonomous Boolean network which can produce wideband chaotic signals was designed. The results show that the physical-RNG can produce physical random bits stream at a speed up to 10 Gbit/s. The physical random numbers generated by the physical-RNG own good random characteristics. The physical-RNG can be conveniently applied in data encryption and secure communications.

 

Key words: autonomous Boolean network; chaos; high-speed physical random number generator

中南大学学报(自然科学版)
  ISSN 1672-7207
CN 43-1426/N
ZDXZAC
中南大学学报(英文版)
  ISSN 2095-2899
CN 43-1516/TB
JCSTFT
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