Комбинированный генератор случайных чисел на программируемых логических интегральных схемах
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-29-1-36-47
Аннотация
Показана практическая возможность реализации генераторов случайных чисел на программируемых логических интегральных схемах (англ. FPGA – field programmable gate arrays) путем комбинирования различных физически неклонируемых функций. Предложена компактная и масштабируемая схема цифрового источника случайных чисел на основе асинхронного триггера D-типа, сочетающая в себе характеристики физически неклонируемых функций как статической памяти, так и кольцевого осциллятора. В отличие от существующих генераторов случайных чисел предложенная схема может быть использована для решения задачи неклонируемой идентификации цифровых устройств. Приведены экспериментальные результаты, полученные при реализации предложенной схемы генератора на основе программируемых логических интегральных схем типа FPGA Xilinx Zynq. Описаны основные режимы функционирования, вероятностные и статистические характеристики числовых последовательностей, генерируемых предложенной схемой.
Об авторе
А. А. Иванюк
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Иванюк А. А., д. т. н., доцент, профессор кафедры
информатики, заведующий совместной учебной
лабораторией «СК хайникс мемори солюшнс Восточная Европа»
220013, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Список литературы
1. Costiuc M., Maimut D., Teseleanu G. (2019) Physical Cryptography. IACR Cryptology ePrint Archive. Available: https://eprint.iacr.org/2019/1235.pdf (Accessed 19 September 2021).
2. Yarmolik V. N., Vashinko Ju. G. (2011) Physically Unclonable Functions. Informatika. 30 (2), 92–103 (inRussian).
3. Barker E., Kelsey J. (2015) Recommendation for Random Number Generation Using Deterministic Random Bit Generators. NIST Special Publication 800-90A. Available: http://dx.doi.org/10.6028/NIST.SP.800-90Ar1 (Accessed 19 September 2022).
4. Turan M. S., Barker E., Kelsey J., McKay K. A., Baish M. L., Boyle M. (2018) Recommendation for the Entropy Sources Used for Random Bit Generation. NIST Special Publication 800-90B. Available: https://doi.org/10.6028/NIST.SP.800-90B (Accessed 19 September 2022).
5. Buchovecka S., Lorencz R., Kodytek F., Buček J. (2017) True Random Number Generator Based on Ring Oscillator PUF Circuit. Microprocessors and Microsystems. 53, 33–41.
6. Athanas P., Pnevmatikatos D., Sklavos N. (eds.) (2013) A Systematic Method to Evaluate and Compare the Performance of Physical Unclonable Functions. Embedded Systems Design with FPGAs. New York, Springer. 245–267.
7. Kacprzak T. (1988) Analysis of Oscillatory Metastable Operation of an RS Flip-Flop. IEEE Journal of Solid-State Circuits. 23 (1), 260–266.
8. Zalivaka S. S., Ivaniuk A. A., Chang Ch. H. (2018) Reliable and Modeling Attack Resistant Authentication ofArbiter PUF in FPGA Implementation with Trinary Quadruple Response. IEEE Transactions on Information Forensics and Security. 14 (4), 1109–1123.
Рецензия
Для цитирования:
Иванюк А.А. Комбинированный генератор случайных чисел на программируемых логических интегральных схемах. Цифровая трансформация. 2023;29(1):36-47. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-29-1-36-47
For citation:
Ivaniuk A.A. Combined Random Number Generator on Programmable Logic Integrated Circuits. Digital Transformation. 2023;29(1):36-47. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2023-29-1-36-47
Просмотров:
567
Послать статью по эл. почте 