真随机数发生器IP

业界有以下两种类型的随机数发生器：

• 确定性随机位发生器(DRBG)，其中的数据由算法（通常是密码算法）计算得出。
  • 这类RNG的优点在于设计紧凑，保证了出色的吞吐量，
  • 缺点在于数据可预测。
• 真随机数发生器(TRNG)
  • 这类RNG不利用算法而是利用熵的物理来源。
  • 这类RNG的优点在于不可预测性
  • 缺点在于比确定性RBG慢

DRBG和TRNG必须协同工作，在不影响性能的前提下确保切实的安全性。Secure-IC提供真随机数发生器(TRNG)和确定性随机位发生器(DRBG)，前者可适应谐波注入，用于统计上独立的位生成集，后者可满足高比特率需求。这些随机发生器兼容常用的统计测试套件。

Secure-IC的TRNG由以下3部分组成：

• 熵源，利用电子噪声提供原始随机位
  • 2类熵产：
    • 基于亚稳态
    • 基于环形振荡器
  • 嵌入式测试模块，用于检测符合标准要求的熵源输出的不可容忍统计缺陷。
  • CTR-DRBG：可选后处理模块，可用于确保高吞吐量。

Secure-IC的TRNG符合多种标准，包括：

• AIS-31 PTG.1
• AIS-31 PTG.2
• AIS-31 PTG.3
• NIST FIPS 140-2
• NIST FIPS 140-3
• NIST SP 800-90B
• NIST SP 800-90C
• GM/T 0005-2012
• 通过了NIST SP 800-22和AIS-31统计测试
• 嵌入经过CAVP认证的CTR-DRBG (SP 800-90A)

TRNG特别适用于：

• 一次性密码本加密技术
• 密钥生成
• 用于防止侧信道分析的掩码生成
• 数字签名中使用的随机数
• 算法初始化和定时器应用：
  • 基于模拟退火或遗传算法的优化问题
  • 神经网络训练
  • 数值算法，如蒙特卡罗模拟或多维积分
  • 通信协议中的随机定时器