数模混合socip——基于混沌的真随机数发生器的设计与实现

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1、浙汀大学硕士学位论文摘要随着个人计算机和网络的普及，电子商务，电子政务有了飞速的发展。与此同时，电子商务，政务的信息安全问题也越来越受到人们的关注。而随机数在信息安全领域有着重要的应用。各种加密算法都需要随机数来生成加密参数或密钥。由于伪随机数是有规律可循的：因此在加密领域，就必须应用不可预测的真随机数来保证信息安全。传统的真随机数发生器，其核心是一个真正随机的物理过程；如利用噪声产生真随机数等。随着非线性系统理论的发展，非线性系统的混沌行为设计真随机数发生器提供了新的理论基础和实现方法。本文所设计的真随机数发生器就是基于混沌的理论来设计的。

2、只要在混沌的映射空间上找到一个生成划分，那么就可以在理论上保证映射状态空间而得到随机数的真随机性。由于随机数的真随机性不可能在芯片测试时得到证明，因此在理论上保证它的真随机性显得尤为的重要。将真随机数发生器开发成IP(IntellectualProperty)，就可以使得它作为SoC(System．013．Chip)信息安全设计的一个设计元素，为各加密模块所用。但SoC／IP必须遵守统一的总线协议，以保证各IP之问的顺利通讯。因此就需要为以模拟电路为核心的真随机数发生器添加数字接口，以符合规定的总线协议标准。这样，真随机数发生器就成为了一数模

3、混合的设计。数模混合电路的设计流程是比较复杂的。模拟电路从Schematic开始，其设计流程包括：仿真，版图绘制，DRC／LVS检查，寄生参数提取和后仿真。数字电路设计流程则包括：制定SPEC，Verilog代码编写，仿真。逻辑综合，布局，布线，静态时序综合和DRC／LVS检查。数模混合的设计流程耍实现数模电路之间的信号通讯，它的主要流程包括：数字模拟电路的混合仿真，数字模拟电路版图的整合和数字模拟电路提取寄生参数后的仿真。本文结合数模混合的真随机数发生器IP的设计和实现，对这三套流程进行了比较详尽的介绍。关键字：真随机数；信息安全；混沌；S

4、oC／IP；数模混合：设计流程浙江大学硕上学位论文AbstractWiththedevelopmentofthepersonalcomputerandnetwork,e-businesshasmadeagreatprogress．Asaresult，thesecurityofe—businessbecomesanissueandpeoplepaymoreandmoreattentiontoinformationsecurity．Inthesecurityfield，randomnumbergeneratorhasimportantapplic

5、ationssuchasgeneratingthekeyortheparametersoftheencryption．Becausethepseudorandomnumbersareperiodicandpredictable，inthefieldofencryption，wemustchoosetbeunpredictable，trulyrandomnumberstoguaranteethesecurityoftheinformation．Itiswidelyacceptedthatthecoreofanytrulyrandomnumber

6、generator(TRNG)mustbeanintrinsicallyrandomphysicalprocess．Forexample，usingthenoisetogeneratetrulyrandomnumbers．Withthedevelopmentofthetheoryofnonlinearsystems，thebehaviorofchaoshasprovidednewtheoryfoundationandrealizationforTRNG,IfyouCanfindagenerationpartitioninthechaosspa

7、ce，thenyoucanguaranteethetrulycharacteristicofrandomnumbersgeneratedbymappinginthestatespace．Becausethetrulycharacteristicofrandomnumberscan’tbeprovedbytestingthechip，it'sveryimportanttoguaranteeitinthetheory．TRNGcarlbeaelementoftheSo(2(System-on—-Chip)designbydevelopingita

8、saIP(IntellectualProperty)whichisusedbytheentryptionmodules．However,SoC／IPmustcomp