一种真随机数发生器制造技术

本技术实施例公开了一种真随机数发生器。真随机数发生器包括：电路板；位于电路板上的可控光源、光电信号生成电路、数模混合电路以及随机数输出接口；可控光源位于光电信号生成电路的上方且与光电信号生成电路之间存在间隙；或者，可控光源位于光电信号生成电路上远离电路板的一侧；光电信号生成电路与数模混合电路连接，数模混合电路与随机数输出接口连接；光电信号生成电路包括：电源、光电信号生成单元、分压电阻、运算放大器以及缓冲器。本技术能够产生高质量和安全性能的随机数，满足现代应用对随机数的需求。

【技术实现步骤摘要】

本技术实施例涉及量子加密，尤其涉及一种真随机数发生器。

技术介绍

1、目前，随机数发生器在各种应用中起着重要作用，如密码学、模拟仿真、通信系统等。传统的随机数发生器多基于伪随机算法，产生的随机数不具有真随机性，存在一定的局限性和被预知或再现的风险问题。

2、真随机数发生器(true random number generator，trng)属于随机数发生器的一种，是用于生成随机数的设备，其输出的随机数是基于物理随机现象或过程产生的，这些现象或过程具有固有的随机性。与伪随机数生成器(pseudo-random number generator，prng)不同，trng生成的随机数不是通过计算或可预测的方法产生的，而是来自不可预测的物理过程。真随机数发生器在密码学、加密通信、网络安全和科学模拟等领域具有重要应用价值，因为它们提供的随机性能增强数据的安全性和可靠性。

3、目前，真随机数发生器多采用电子元器件和电路构成，产生随机数的数据带宽小，速率低，不能适应现在安全、通信等领域的需求。因此，需要一种更强大和可靠的真随机数发生器，以满足现代应用的需求。

技术实现思路

1、本技术提供一种真随机数发生器，能够产生高质量和安全性能的随机数，满足现代应用对随机数的需求。

2、根据本技术的一方面，提供了一种真随机数发生器，真随机数发生器包括：

3、电路板；

4、位于所述电路板上的可控光源、光电信号生成电路、数模混合电路以及随机数输出接口；</p>

5、所述可控光源位于所述光电信号生成电路的上方且与所述光电信号生成电路之间存在间隙；

6、或者，所述可控光源位于所述光电信号生成电路上远离所述电路板的一侧，所述可控光源用于产生不同强度的光束并照射所述光电信号生成电路；

7、所述光电信号生成电路与所述数模混合电路连接，所述光电信号生成电路用于根据所述不同强度的光束产生随机的光电信号并传输至所述数模混合电路，所述数模混合电路用于对所述光电信号进行处理和转换后生成随机数信号并传输至所述随机数输出接口；

8、所述数模混合电路与所述随机数输出接口连接，所述随机数输出接口用于将所述随机数信号转换为预设信号格式并输出；

9、所述光电信号生成电路包括：电源、光电信号生成单元、分压电阻、运算放大器以及缓冲器；

10、所述电源的负极接地，所述电源的正极与所述光电信号生成单元连接，所述光电信号生成单元与所述分压电阻以及所述运算放大器连接，所述运算放大器与所述缓冲器连接。

11、可选地，所述数模混合电路包括：模数转换电路、后处理电路以及先入先出内存电路；

12、所述模数转换电路与所述后处理电路连接，所述模数转换电路用于将所述光电信号转为数字电信号并传输至所述后处理电路，所述后处理电路用于对所述数字电信号处理后生成随机数信号并传输至所述先入先出内存电路；

13、所述后处理电路与所述先入先出内存电路连接，所述先入先出内存电路用于缓存待输出的随机数信号。

14、可选地，所述模数转换电路、所述后处理电路以及所述先入先出内存电路集成在同一芯片中。

15、可选地，所述光电信号生成电路还包括驱动芯片；

16、所述驱动芯片与所述光电信号生成单元层叠设置且相互连接；

17、或者，所述驱动芯片与所述光电信号生成单元同层设置且相互连接。

18、可选地，所述光电信号生成单元包括第一端子、第二端子、第一电极、光电薄膜以及第二电极；

19、所述第一端子与所述第一电极连接，所述第二端子与所述第二电极连接，所述光电薄膜位于所述第一电极和所述第二电极之间，所述光电薄膜与所述第一电极以及所述第二电极电连接，所述光电薄膜用于产生随机光电流，所述光电信号生成电路响应于所述光电流输出随机的光电信号。

20、可选地，所述驱动芯片包括第三端子和第四端子，所述第一端子与所述第三端子连接，所述第二端子与所述第四端子连接。

21、可选地，所述可控光源包括led光源芯片或脉冲激光器。

22、可选地，所述led光源芯片包括led驱动电路、led发光单元和反射层；

23、所述led发光单元与所述led驱动电路同层设置且相互连接，所述反射层位于所述led发光单元远离所述电路板的一侧。

24、可选地，所述模数转换电路包括adc芯片，所述后处理电路包括fpga芯片，所述先入先出内存电路包括idt72v3680芯片。

25、可选地，所述预设信号格式包括：usb串行格式、spi格式以及uart格式中的至少一种。

26、本技术实施例的技术方案，利用光电薄膜的光吸收特性和电阻开关特性，构建一种新的基于光电薄膜电阻随机变化的真随机数发生器，能够产生高质量和安全性能的真随机数，且本申请技术方案基于光电物理过程，使得整个生成装置具有大带宽、速度快的特点，能够保证整个采集系统高效率生成真随机数的同时保证真随机数的稳定性。综上所述，本技术解决了传统的随机数发生器基于伪随机算法，存在局限性和被预知或再现的风险问题，且本技术提供的真随机数发生器可以提供稳定可靠、大带宽、高速率的真随机数，能够满足现代加密通信、网络安全等领域对真随机数的需求。

27、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种真随机数发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述数模混合电路包括：模数转换电路、后处理电路以及先入先出内存电路；

3.根据权利要求2所述的真随机数发生器，其特征在于，所述模数转换电路、所述后处理电路以及所述先入先出内存电路集成在同一芯片中。

4.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述光电信号生成电路还包括驱动芯片；

5.根据权利要求4所述的真随机数发生器，其特征在于，所述光电信号生成单元包括第一端子、第二端子、第一电极、光电薄膜以及第二电极；

6.根据权利要求5所述的真随机数发生器，其特征在于，所述驱动芯片包括第三端子和第四端子，所述第一端子与所述第三端子连接，所述第二端子与所述第四端子连接。

7.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述可控光源包括LED光源芯片或脉冲激光器。

8.根据权利要求7所述的真随机数发生器，其特征在于，所述LED光源芯片包括LED驱动电路、LED发光单元和反射层；

9.根据权利要求2所述的真随机数发生器，其特征在于，所述模数转换电路包括ADC芯片，所述后处理电路包括FPGA芯片，所述先入先出内存电路包括IDT72V3680芯片。

10.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述预设信号格式包括：USB串行格式、SPI格式以及UART格式中的至少一种。

...

【技术特征摘要】

1.一种真随机数发生器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述数模混合电路包括：模数转换电路、后处理电路以及先入先出内存电路；

3.根据权利要求2所述的真随机数发生器，其特征在于，所述模数转换电路、所述后处理电路以及所述先入先出内存电路集成在同一芯片中。

4.根据权利要求1所述的真随机数发生器，其特征在于，所述光电信号生成电路还包括驱动芯片；

5.根据权利要求4所述的真随机数发生器，其特征在于，所述光电信号生成单元包括第一端子、第二端子、第一电极、光电薄膜以及第二电极；

6.根据权利要求5所述的真随机数发生器，其特征在于，所述驱动芯片包括第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽忠，胡小飞，毕超，毕小天，
申请(专利权)人：合肥硅臻芯片技术有限公司，
类型：新型
国别省市：