一种基于环形振荡器的轻量级高效率的真随机数发生器

真随机数发生器(TRNG)作为芯片中重要的安全组件,在现代加密系统中扮演着越来越重要的角色.对于TRNG的设计,关键是需要熵提取器可以在恶劣的环境变化(如工艺波动、电压和温度(PVT))下稳定地生成熵值.基于Xilinx FPGA平台提出了一种基于环形振荡器的低成本,高效率真随机数发生器.TRNG一方面通过快速进位逻辑...     

基于LabVIEW的真随机数云发生器的设计

云发生器是构造云模型不确定性推理和设计云模型智能控制器的基础,全面论述了一种基于硬件真随机数云发生器的实现方法.首先设计一种基于雪崩噪声电路产生的真随机数序列发生器,利用LabVIEW平台构建测试系统对其进行一系列特性检验,进而将该真随机数序列转换为正态分布的真随机数作为云发生器的随机数源,最后设计一种真随机数云发生器算法,并通过LabVIEW平台编程实现.实验结果表明,该真随机数云发生器生成结果十分理想,可为云模型不确定性推理后续研究提供基础.     

一种用于图文数据加密的新型混沌伪随机数发生器

以高维混沌动力学系统为基础,将系统所对应的原始密钥经过粗粒化复合处理,其输出用作伪随机序列,这样即保留了混沌伪随机数发生器作为理想信息源的统计特性和随机特性,也在很大程度上增加了密钥的复杂性和利用重构、回归等攻击手段进行破译的难度.基于以上混沌伪随机数发生器构建的数据加/解密方案,经过理论分析和数值实验,已经证明了该方案的有效性.     

一种用于图文数据加密的新型混沌伪随机数发生器

以高维混沌动力学系统为基础,将系统所对应的原始密钥经过粗粒化复合处理,其输出用作伪随机序列,这样即保留了混沌伪随机数发生器作为理想信息源的统计特性和随机特性,也在很大程度上增加了密钥的复杂性和利用重构、回归等攻击手段进行破译的难度。基于以上混沌伪随机数发生器构建的数据加/解密方案,经过理论分析和数值实验,已经证明了该方案的有效性。     

基于可配置异步反馈环形振荡器的真随机数发生器

作为现代加密系统不可或缺的一部分,真随机数发生器(TRNG)在信息安全中具有非常重要的作用。 本文提出了一种可配置、轻量级、高吞吐量的真随机数发生器。 该结构利用与非门和异或门构成了可配置的异步反馈环形振荡器,通过在短时间内增加相位噪声,来扩大时间抖动范围,从而改善了熵源的随机性。 该结构在 Xilinx Kintex-7 进行了多次测试验证,实验结果表明,在不同温度(0℃ ~ 80℃ )和不同输出电压(0. 8~ 1. 2 V)的环境变化下,所提出的 TRNG 具有较强的鲁棒性,在硬件资源上仅消耗了 43 个 LUTs 和 6 个 DFFs,并且获得高达 300 Mb / s 的吞吐量。 同时,生成的随机比特流能够以较高的 P 值通过 NISTSP800-22 和 NIST SP800-90B 测试。     

基于GaAs/AlGaAs超晶格受激混沌振荡的随机数发生器设计与实现

针对伪随机数在密码应用中存在的安全性问题,基于超晶格物理熵源的特性,分析受激混沌作为熵源的优势,首次提出了将超晶格受激混沌振荡作为真随机数发生器熵源,利用12位ADC实现超晶格受激混沌信号的数字化采样,FPGA作为后处理单元,设计并实现了一种真随机、高性能、高速度的超晶格随机数发生器,实时生成随机数的速率达300 Mb...     

一种超声发生器电功率测量电路

功率测量设备的工作范围一般在几百赫,而超声设备的输出一般为几十千赫,甚至几兆赫的高频大电压方波信号,其中还往往含有较多的谐波成分。因此,一般的功率测量设备难以准确地测量出系统的功率。本文采用了真有效值转换技术并以真有效值转换集成芯片AD736为核心部件,合理设计电压、电流采样电路以及功率计算电路,实现了对高频大功率电路的功率测量。此电路可以对超声发生器的输出电功率进行实时监控,也可以应用在其他设备的功率测量系统中。     

一种基于功能分址的无线传感器网络设计

针对无线传感器网络终端设备数量不断增加和数据传输实时性的需求,提出一种基于nRF24L01的功能分址通信网络方案。方案将无线网络建立,命令传输和数据传输按三个不同地址的数据通道区分,同时加入载波监听和随机延时机制,从而有效防止数据传输的碰撞和丢失。依靠在数据帧中添加逻辑地址来识别从机,大大增加了网络所能连接的从机数量。经试验验证,无线传感器网络设计方案切实可行,网络连接稳定,能够连接较多数量从机,数据传输速率高,有很好的应用前景。     

一种新的无源性电压跌落发生器设计与实现

为了提高电压跌落发生器前级变流器模拟电网跌落故障时的稳定性及抗扰动性,提出了由直流电压外环加后级变流器微分电流前馈与无源性控制相结合的前级PWM变流器控制策略。以系统能量平衡为设计准则,建立PWM变流器能量函数,根据VSG控制目标,设计变流器无源控制率,微分电流前馈提高前级PWM变流器抵抗模拟不同类型电压跌落时的抗扰动性能。实验结果表明,控制策略能够提高VSG系统在电压对称和不对称跌落时的动态响应速度和抗干扰能力。     

一种新型的双极性Marx高重频脉冲发生器

随着脉冲功率技术在生物医疗、食品加工、电磁成形、等离子体研究等领域日益广泛而深入的应用,脉冲发生器的研制面临高压高频化、双极性、全固态化等新要求。因此,该文提出一种新型模块化的双极性高压高频脉冲发生器的研制策略,主要包括拓扑结构研究、电路理论仿真及原型机研制等内容。通过理论分析、仿真和实验,结果表明此发生器较好地结合了固态Marx和桥式电路的优点,可根据实际需求,通过量化的多级模块堆叠实现高压输出;并可使用开关的时序逻辑控制实现输出极性和脉冲宽度灵活调节;同时具有高重频长寿命。实验原理样机具体参数为输出电压幅值±5kV,脉冲串内重复频率2.5MHz,脉冲宽度200ns～10μs连续可调。     

A novel high speed Artificial Neural Network–based chaotic True Random Number Generator on Field Programmable Gate Array

It is well observed that cryptographic applications have great challenges in guaranteeing high security as well as high throughput. Artificial neural network (ANN)–based chaotic true random number generator (TRNG) structure has not been unprecedented in current literature. This paper provides a novel type of high-speed TRNG based on chaos and ANN implemented in a Xilinx field-programmable gate array (FPGA) chip. The paper consists of two main parts. In the first part, chaos analyses of Pehlivan-Uyaroglu_2010 chaotic system (PUCS) have been accomplished to prove that PUCS operates in chaotic regime. So PUCS can be an efficient alternative to the entropy source for classical TRNGs. In the second part, the hardware design of the proposed TRNG has been created using VHDL in Xilinx platform. As a result, the implemented TRNG offers throughput up to 115.794 Mbps. Besides, the generated random numbers have been tested with the FIPS 140-1 and NIST 800.22 test suites. The high quality of generated true random numbers have been confirmed by passing all randomness tests. The results have shown that the proposed system can provide not only high throughput but also high quality random bit sequences for a wide variety of embedded cryptographic applications.     

电力负荷记录时间序列混沌特性研究的几点注记

已经发现某些电力负荷记录具有混沌特性，而另外一些却不具有。电力负荷记录具有明显的随机成因，这就提出了“从随机性到混沌”的途径问题。需要根据实际问题研究的需要，放弃“混沌一定来自确定性非线性系统”的现有概念。这对于加深理解“确定性、混沌、随机性”之间的关系有一定的启发。