本申請(qǐng)涉及信息安全領(lǐng)域和集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

背景技術(shù)：

隨著信息革命的逐漸深入，海量的數(shù)據(jù)正在發(fā)生，海量的賬號(hào)正在逐漸誕生。為了保護(hù)信息的安全，特別是一些涉及用戶隱私、公司、單位和國家等的機(jī)密信息的安全，現(xiàn)代密碼技術(shù)被應(yīng)用到現(xiàn)代的安全系統(tǒng)中。由于數(shù)字簽名、密鑰管理和幾乎所有的密碼協(xié)議和算法(如AES等)都要用到隨機(jī)數(shù)，因此，使用隨機(jī)數(shù)的信息安全技術(shù)，其安全性都要受到隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性和安全性的制約。

隨機(jī)數(shù)可由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來產(chǎn)生，隨機(jī)數(shù)發(fā)生器分為兩類，一類是偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(PRNG，Pseudo-Random Number Generator)，另一類是真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(TRNG，True Random Number Generator)。

偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，顧名思義，其產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)不是真正的隨機(jī)數(shù)，而是可被預(yù)測(cè)的序列。偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器一般根據(jù)一個(gè)“種子”，然后由一定的數(shù)學(xué)算法和程序運(yùn)算一步一步遞推出“隨機(jī)數(shù)”序列。這種“隨機(jī)數(shù)”序列是“種子”的函數(shù)，不是真正隨機(jī)的。攻擊者一旦得到該“種子”，那么就可以計(jì)算得到該偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)數(shù)序列，這樣整個(gè)信息系統(tǒng)都會(huì)被直接攻破，因此，在一些信息安全要求較高的地方，都不使用偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。

真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，顧名思義，其產(chǎn)生的隨機(jī)是真正的隨機(jī)數(shù)，是不可被預(yù)測(cè)的序列。真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器一般是利用了物理和工藝過程中的熵源(即隨機(jī)源)，來產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)。由于整個(gè)信息系統(tǒng)中，集成電路是不可或缺的，因此基于集成電路的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器是最常用的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

由于真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的是不可被預(yù)測(cè)的真正的隨機(jī)數(shù)序列，因此在對(duì)安全性有較高要求的地方一般都是采用真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述情況，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，用于產(chǎn)生不可被預(yù)測(cè)的真正的隨機(jī)數(shù)序列。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑恼骐S機(jī)數(shù)發(fā)生器，包括：

隨機(jī)源，包括兩個(gè)阻變開關(guān)器件；

電壓施加單元，用于在各阻變開關(guān)器件的兩端施加不同的電壓，以將各阻變開關(guān)器件置為高阻態(tài)或低阻態(tài)；

比較單元，用于當(dāng)電壓施加單元對(duì)兩個(gè)被置為高阻態(tài)的阻變開關(guān)器件的一端分別施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓時(shí)，比較兩個(gè)阻變開關(guān)器件另一端的電壓，以輸出結(jié)果。

較優(yōu)地，所述電壓施加單元在每個(gè)工作周期都分三個(gè)階段對(duì)阻變開關(guān)器件的兩端施加不同電壓：在置高階段，電壓施加單元對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件的施加電壓以使得兩個(gè)阻變開關(guān)器件都被置為高阻態(tài)；在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段，電壓施加單元分別對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件的一端施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓；在置低階段，電壓施加單元對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件的施加電壓以使得兩個(gè)阻變開關(guān)器件都被置為低阻態(tài)。

較優(yōu)地，兩個(gè)阻變開關(guān)器件在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段未被電壓施加單元施加電位的一端，都連接于比較單元的同一輸入端，比較單元的另一端輸入端則接地；或者，兩個(gè)阻變開關(guān)器件在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段未被電壓施加單元施加電位的一端，分別連接于比較單元的兩個(gè)輸入端。

較優(yōu)地，電壓施加單元包括第一電源Vx、第二電源Vy以及第三電源，所述第一電源Vx和第三電源配合，以使一個(gè)阻變開關(guān)器件在置高階段被置為高阻態(tài)，在置低階段被置為低阻態(tài)，以及第一電源Vx還用于使此阻變開關(guān)器件的一端在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓；所述第二電源Vy和第三電源配合，以使另一個(gè)阻變開關(guān)器件在置高階段被置為高阻態(tài)，在置低階段被置為低阻態(tài)，以及第二電源Vy還用于使此阻變開關(guān)器件的一端在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓。

較優(yōu)地，所述第三電源包括一開關(guān)單元，所述開關(guān)單元的輸入端接地，輸出端分別與兩個(gè)阻變開關(guān)器件連接，控制端用于接收控制信號(hào)，使所述開關(guān)單元在置高階段和置低階段是導(dǎo)通狀態(tài)，在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段是斷開狀態(tài)。

較優(yōu)地，所述開關(guān)單元為一傳輸門。

較優(yōu)地，所述比較單元為一高靈敏電壓比較器。

較優(yōu)地，所述真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器還包括一采樣單元，用于在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段，對(duì)比較單元的輸出端進(jìn)行采樣。

較優(yōu)地，所述采樣單元為一D觸發(fā)器，其在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被觸發(fā)，以完成對(duì)比較單元的輸出端進(jìn)行采樣。

本申請(qǐng)的有益效果是：

依上述實(shí)施的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，基于阻變開關(guān)器件來設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)新穎簡單；以阻變開關(guān)器件不同周期間高阻態(tài)的漲落(variation)作為隨機(jī)源，阻變開關(guān)器件不同周期間高阻態(tài)的漲落是基于器件和工藝本身的，因而具有真隨機(jī)性；使用兩個(gè)耦合的阻變開關(guān)器件，使得產(chǎn)生的0和1數(shù)量基本相等，隨機(jī)數(shù)序列均一性較好；隨機(jī)源轉(zhuǎn)換為比特位僅需要一個(gè)電壓比較器和D觸發(fā)器，控制電路僅僅需要一個(gè)傳輸門，結(jié)構(gòu)簡單新穎；金屬氧化物阻變開關(guān)器件能夠和CMOS工藝兼容，使得整個(gè)電路可以在現(xiàn)有的半導(dǎo)體工藝上進(jìn)行制造，成為集成電路級(jí)別的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器而不是PCB板級(jí)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。金屬氧化物阻變開關(guān)器件本身較小，同時(shí)整個(gè)電路結(jié)構(gòu)簡單，因此，整體的面積較小，進(jìn)一步地，由于面積較小，進(jìn)而制造成本更低。

附圖說明

圖1為經(jīng)典的阻變開關(guān)器件的IV曲線示意圖；

圖2為本申請(qǐng)一種實(shí)施例的真隨機(jī)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3為本申請(qǐng)一種實(shí)施例的真隨機(jī)發(fā)生器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)一種實(shí)施例的真隨機(jī)發(fā)生器的工作時(shí)序圖；

圖5為本申請(qǐng)一種實(shí)施例的真隨機(jī)發(fā)生器的工作仿真時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

2008年，惠普實(shí)驗(yàn)室的科研人員首次使用氧化鉭實(shí)現(xiàn)了阻變開關(guān)器件。阻變開關(guān)器件有高阻態(tài)和低阻態(tài)兩種狀態(tài)，可以提供Reset操作置為高阻和Set操作置為低阻。根據(jù)Reset和Set操作電壓極性的不同，阻變開關(guān)器件分為單極型和雙極型。目前來講，雙極型阻變開關(guān)器件在功耗、面積、擦寫次數(shù)、壽命、非易失性等性能方面相比單極型較好。金屬氧化物阻變器件以金屬氧化物作為阻變材料層，是一種雙極性阻變開關(guān)器件，且可以和CMOS工藝相兼容。目前阻變開關(guān)器件一般用于存儲(chǔ)器，其組成陣列用于存儲(chǔ)領(lǐng)域時(shí)，一般被稱為阻變隨機(jī)存儲(chǔ)器(Resistive Random Access Memory)。

對(duì)于阻變開關(guān)器件來說，在不同的操作周期(Cycle)，其被置為高阻態(tài)時(shí)，存在隨機(jī)漲落(Variation)，換句話說，阻變開關(guān)器件每次Reset被置為高阻態(tài)后，其阻值有較小的偏差，這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于每次Reset后導(dǎo)電細(xì)絲斷裂后的形狀不同。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖1為經(jīng)典的阻變開關(guān)器件的IV曲線圖，從圖中可以看到不同的周期后得到的高阻不同，各高阻之間存在一定的隨機(jī)漲落(Variation)。高阻的隨機(jī)漲落是由于阻變開關(guān)器件本身的特性導(dǎo)致的，因此，發(fā)明人考慮將其作為真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)源。

請(qǐng)參照?qǐng)D2和圖3，本申請(qǐng)?zhí)岢龅恼骐S機(jī)數(shù)發(fā)生器包括隨機(jī)源10、電壓施加單元30以及比較單元50，在一較優(yōu)實(shí)施例中，還可以包括采樣單元70，下面具體說明。

隨機(jī)源10包括兩個(gè)阻變開關(guān)器件，例如第一阻變開關(guān)器件11和第二阻變開關(guān)器件12。阻變開關(guān)器件包括兩端，一端為頂電極，另一端為底電極。

電壓施加單元30用于在各阻變開關(guān)器件的兩端施加不同的電壓，以將各阻變開關(guān)器件置為高阻態(tài)或低阻態(tài)。具體地，電壓施加單元30在第一阻變開關(guān)器件11的兩端施加電壓，以將第一阻變開關(guān)器件11置為高阻態(tài)或低阻態(tài)；以及電壓施加單元30在第二阻變開關(guān)器件12的兩端施加電壓，以將第二阻變開關(guān)器件12置為高阻態(tài)或低阻態(tài)。在一實(shí)施例中，電壓施加單元30在每個(gè)工作周期都分三個(gè)階段對(duì)阻變開關(guān)器件11、12的兩端施加不同電壓：在置高階段，電壓施加單元30對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的施加電壓以使得兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12都被置為高阻態(tài)；在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段，電壓施加單元30分別對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的一端(例如頂電極)施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓；在置低階段，電壓施加單元30對(duì)兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的施加電壓以使得兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12都被置為低阻態(tài)。在一實(shí)施例中，電壓施加單元30包括第一電源Vx、第二電源Vy以及第三電源，第一電源Vx和第三電源配合，以使一個(gè)阻變開關(guān)器件(例如第一阻變開關(guān)器件11)在置高階段被置為高阻態(tài)，在置低階段被置為低阻態(tài)，以及第一電源Vx還用于使此阻變開關(guān)器件(第一阻變開關(guān)器件11)的一端(例如頂電極)在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓；第二電源Vy和第三電源配合，以使另一個(gè)阻變開關(guān)器件(例如第二阻變開關(guān)器件12)在置高階段被置為高阻態(tài)，在置低階段被置為低阻態(tài)，以及第二電源Vy還用于使此阻變開關(guān)器件(第二阻變開關(guān)器件12)的一端(例如頂電極)在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓。在一實(shí)施例中，第三電源包括一開關(guān)單元31，開關(guān)單元31的輸入端接地，輸出端分別與兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12連接，控制端用于接收控制信號(hào)，使開關(guān)單元31在置高階段和置低階段是導(dǎo)通狀態(tài)，在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段是斷開狀態(tài)。在一具體實(shí)施例中，開關(guān)單元31為一傳輸門，傳輸門的輸入端、輸出端分別為開關(guān)單元31的輸入端、輸出端，傳輸門的控制端包括兩個(gè)，分別用于接收控制信號(hào)Vctrl和～Vctrl，以使得傳輸門在置高階段和置低階段是導(dǎo)通狀態(tài)，在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段是斷開狀態(tài)。

比較單元50用于當(dāng)電壓施加單元30對(duì)兩個(gè)被置為高阻態(tài)的阻變開關(guān)器件11、12的一端分別施加一不影響阻變開關(guān)器件本身電阻的電壓時(shí)，比較兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12另一端的電壓，以輸出結(jié)果。在一實(shí)施例中，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段未被電壓施加單元30施加電位的一端，都連接于比較單元50的同一輸入端，比較單元50的另一端輸入端則接地；或者，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段未被電壓施加單元30施加電位的一端，分別連接于比較單元50的兩個(gè)輸入端。例如，在第一阻變開關(guān)器件11的頂電極施加一不影響其本身電阻的電壓，在第二阻變開關(guān)器件12的頂電極施加一不影響其本身電阻的電壓，比較單元50比較第一阻變開關(guān)器件11的底電極與第二阻變開關(guān)器件12的底電極的電壓，以輸出結(jié)果；其中，第一阻變開關(guān)器件11的底電極可以連接于比較單元50的一個(gè)輸出端，而第二阻變開關(guān)器件12的底電極可以連接于比較單元50的另一個(gè)輸出端，或者，第一阻變開關(guān)器件11的底電極和第二阻變開關(guān)器件12的底電極共同連接于比較單元50的同一個(gè)輸出端，而比較單元50的另一個(gè)輸出端則接地。在一具體實(shí)施便中，比較單元50為一高靈敏電壓比較器。

采樣單元70用于在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段，對(duì)比較單元50的輸出端進(jìn)行采樣。在一實(shí)施例中，采樣單元70為一D觸發(fā)器，其在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段被觸發(fā)，以完成對(duì)比較單元50的輸出端進(jìn)行采樣。在一實(shí)施例中，D觸發(fā)器可以是邊沿觸發(fā)型。

下面不妨以圖3所示的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器來例，結(jié)合圖4，對(duì)本申請(qǐng)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的工作原理和過程作進(jìn)一步地說明。

圖3中，2個(gè)耦合的阻變開關(guān)器件11、12提供隨機(jī)源(熵源)，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的頂電極(圖中有折線的一端)接周期性的控制電壓Vx、Vy，底電極并聯(lián)在一起接傳輸門的輸出端和電壓比較器的信號(hào)輸入端，電壓比較器的另一輸入端接地。信號(hào)Vx、Vy、Vctrl、～Vctrl為周期性的波形信號(hào)，圖4為它們的時(shí)序圖。

本申請(qǐng)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器周期性產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，每個(gè)周期產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，每個(gè)周期分為依次被分為三個(gè)階段：置高階段、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段和置低階段。

(1)置高階段

在置高階段，就是對(duì)兩個(gè)阻變器件11、12進(jìn)行Reset操作，將兩個(gè)阻變器件11、12都置為高阻態(tài)。

具體地，電壓信號(hào)Vctrl和～Vctrl有效，傳輸門導(dǎo)通，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的底電極(即比較器的信號(hào)輸入端in)電平被下拉到地；電壓信號(hào)Vx和Vy經(jīng)過一段時(shí)間的為0后，都逐漸變?yōu)樨?fù)電壓Vmax1，之后又逐漸變回到0，在此過程中，這兩個(gè)阻變開關(guān)器件都被負(fù)電壓Vmax1置到高阻態(tài)，由于這兩個(gè)阻變器件11、12不可能是絕對(duì)一樣的(通俗地講，世界上沒有完全相同的兩片葉子)因此這兩個(gè)阻變器件11、12的隨機(jī)漲落也是不一樣的，這就造成這兩個(gè)阻變器件11、12被置為高阻態(tài)后，其高阻值存在一定的隨機(jī)差異。

(2)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段

電壓信號(hào)Vctrl和～Vctrl變?yōu)闊o效，傳輸門變成不導(dǎo)通的狀態(tài)，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的底電極以及比較器的信號(hào)輸入端in不再被一個(gè)接地的電源拉低到接地電平。同時(shí)Vx從0逐漸地增大到Vread，Vy從0逐漸地減小到-Vread電壓，Vread和-Vread電壓足夠小不足以影響阻變開關(guān)器件阻值的變化，即不會(huì)使阻變開關(guān)器件的阻值發(fā)生變化。

由于這兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12被置為高阻態(tài)后，其阻值之間存在差異，因此，在分壓的過程中比較器的in端，此節(jié)點(diǎn)為一較小的負(fù)電壓或者正電壓，例如，當(dāng)?shù)谝蛔枳冮_關(guān)器件11的阻值比第二阻變開關(guān)器件12大時(shí)，則比較器的in端的電壓為-Vread到0之間的一個(gè)負(fù)電壓，當(dāng)當(dāng)?shù)谝蛔枳冮_關(guān)器件11的阻值比第二阻變開關(guān)器件12小時(shí)，則比較器的in端的電壓為0到Vread之間的一個(gè)正電壓。當(dāng)比較器的in端為正電壓時(shí)，比較器輸出Vmax(例如一個(gè)高電平)，當(dāng)比較器的in端為負(fù)電壓或0時(shí)，比較器則維持為輸出Vmin(例如一個(gè)低電平)。

在一實(shí)施例中，邊沿觸發(fā)的D觸發(fā)器的時(shí)鐘上升沿沿恰好是隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段的時(shí)間正中點(diǎn)，這時(shí)恰好比較器的輸出端數(shù)據(jù)已經(jīng)保持穩(wěn)定，采集到一個(gè)隨機(jī)的0或者1。

(3)置低階段：

電壓信號(hào)Vctrl和～Vctrl恢復(fù)有效，傳輸門導(dǎo)通，兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12的底電極和比較器的信號(hào)輸入端in的電平被拉回到0電平；電壓信號(hào)Vx和Vy均變端均可以變成一個(gè)正的三角波，使得兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12被正電壓Vmax2進(jìn)行Set操作，即被置回到低阻態(tài)。

以上就就是一個(gè)完整的周期，產(chǎn)生了一個(gè)隨機(jī)數(shù)。由于存在不同周期間的阻態(tài)漲落，再加上兩個(gè)個(gè)阻變開關(guān)器件11、12共同分壓，導(dǎo)致每個(gè)周期的置高階段之后比較器的輸入端in為隨機(jī)的較小正電壓或者負(fù)電壓，經(jīng)過比較器和D觸發(fā)器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和采樣，D觸發(fā)器的Q端得以輸出隨機(jī)數(shù)序列。

下面再舉一個(gè)實(shí)際的例子。

不妨仍以圖3所示的電路圖為例，使用65nm的工藝來設(shè)計(jì)傳輸門、比較器和D觸發(fā)器，以及與CMOS工藝兼容的金屬氧化物阻變開關(guān)器件。

工作周期為1ms，Vmax1＝Vmax2＝2V，Vread＝0.5V，在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段的中間時(shí)間點(diǎn)，D觸發(fā)器的上升沿到來把比較器端的輸出信號(hào)進(jìn)行讀取。

以0到1ms這一周期內(nèi)的Vx和Vy信號(hào)來進(jìn)行說明：0到0.1ms內(nèi)，信號(hào)Vx和Vy保持為0電壓；0.1到0.2ms內(nèi)，Vx和Vy線性降低到-2V，以進(jìn)行Reset操作；0.2ms到0.3ms內(nèi)，Vx和Vy逐漸回到0電壓；0.3到0.4ms內(nèi)，Vx和Vy保持為0；0.4到0.5ms內(nèi)，Vx從0升到0.5V，Vy從0降低為-0.5V，讀取兩個(gè)高阻態(tài)的差異；0.5到0.6ms內(nèi)，Vx和Vy逐漸回到0電壓；0.6到0.7ms內(nèi)，Vx和Vy保持為0電壓；0.7到0.8ms內(nèi)Vx和Vy從0升到2V，以進(jìn)行Set操作；0.8到0.9ms內(nèi)，Vx和Vy逐漸回到0電壓；0.9到1ms內(nèi)，Vx和Vy保持0電壓不變，準(zhǔn)備進(jìn)入下一周期。

在上述0到1ms內(nèi)，只有0.35到0.65ms內(nèi)，Vctrl為0、～Vctrl為1，傳輸門關(guān)斷，以方便進(jìn)行讀取操作，其余時(shí)間Vctrl為1、～Vctrl為0，傳輸門導(dǎo)通，將比較器的in端拉到0電平，以方便兩個(gè)阻變開關(guān)器件11、12進(jìn)行Set操作和Reset操作。1ms后，不斷地重復(fù)0到1ms的波形，來不斷地產(chǎn)生隨機(jī)比特位。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，為本申請(qǐng)?jiān)贑adence公司的仿真平臺(tái)上進(jìn)行抽取寄生參數(shù)后的電路級(jí)的仿真(后訪)，得到了1000萬隨機(jī)數(shù)序列。這1000萬的比特位分為10組每組100萬個(gè)比特位，采用了NIST SP800-2200的測(cè)試軟件進(jìn)行15項(xiàng)子測(cè)例進(jìn)行測(cè)試，p值和測(cè)試通過率均通過，因而證明測(cè)試數(shù)據(jù)是真隨機(jī)數(shù)，本申請(qǐng)是可行的，是能夠產(chǎn)生真正的隨機(jī)數(shù)序列的裝置。

本申請(qǐng)是一種基于阻變開關(guān)器件的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，結(jié)構(gòu)新穎簡單。其以阻變開關(guān)器件不同周期間高阻態(tài)的漲落(variation)作為熵源，是基于器件和工藝本身的，具有真隨機(jī)性(即使用基于阻變開關(guān)器件不同周期內(nèi)導(dǎo)電細(xì)絲斷裂的形狀不同形成的高阻態(tài)漲落(variation)，具有真隨機(jī)性)；金屬氧化物的阻變開關(guān)器件工藝與CMOS工藝相兼容，整個(gè)電路可在一定的工藝上一次流片完成，由于使用了阻變開關(guān)器件和比較簡單的結(jié)構(gòu)，使得面積很小。另上，使用兩個(gè)阻變開關(guān)耦合的方式，使得真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的0和1的比特位基本相等，均一性較好。而使用電壓比較器成功地將高阻態(tài)的漲落轉(zhuǎn)換為電壓，并經(jīng)過D觸發(fā)器的采樣使得可以和其他數(shù)字電路模塊相連接。使用傳輸門使得一個(gè)周期內(nèi)在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生階段外提供一個(gè)拉到地的信號(hào)，從而方便地進(jìn)行Reset操作和Set操作。傳輸門關(guān)斷的時(shí)候比較器的in端的電壓受Vread和兩個(gè)阻變器件的電路影響。在一實(shí)施例中，作為本發(fā)明的拓展，可以在控制信號(hào)相同的情況下，用多路本發(fā)明的電路產(chǎn)生多比特并行的的隨機(jī)序列。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本申請(qǐng)所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本申請(qǐng)的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請(qǐng)發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換。