近日，我院系统结构研究室硬件安全小组提出并实现了一种具有高吞吐率、可移植性的真随机数发生器（TRNG）结构，相关成果以“High-Throughput Portable True Random Number Generator Based on Jitter-Latch Structure”为题发表在电子工程类国际著名期刊IEEE Trans. Circuits Syst. I, Reg. Papers（2021, 68(2):741-750）。

在高可靠的加密要求下，基于现场可编程门阵列（FPGA）的真随机数发生器设计受到越来越多的关注。硬件真随机数发生器相较于算法实现的随机数发生器，具有随机性好、吞吐率高和资源开销小的优点。现有的基于FPGA的硬件真随机数发生器存在诸如随机性不稳定和可移植性差的问题。为了进一步提高随机数生成器的随机性、可移植性和吞吐率，该团队研究并设计了一种抖动锁存器结构（Jitter-Latch Structure），可以准确地对由抖动引起的不确定状态进行采样和锁存。

该设计结构已通过电子设计自动化（EDA）工具进行了验证。在0°C–80°C温度环境和1.0±0.1 V输出电压的条件下，采用自动路由模式在Xilinx Spartan-6和Virtex-6 FPGA上对所提出的结构进行了测试。该方法可以有效提高抖动的覆盖范围，减少偏移现象。研究结果表明，设计的TRNG在随机性、鲁棒性和可移植性方面均具有出色的性能，吞吐量达到100 Mbps。
  该论文得到国家自然科学基金项目的资助。合肥工业大学为该论文唯一署名单位，作者包括王鑫宇（研究生）、梁华国教授、易茂祥教授、黄正峰教授、戚昊琛副教授、鲁迎春老师（第一通讯作者）等。

论文链接地址：https://doi.org/10.1109/TCSI.2020.3037173

（鲁迎春 图/文  赵金华/审核）