專利名稱：：真隨機數(shù)源及生成真隨機數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及真隨機數(shù)源及生成真隨機數(shù)的方法，特別涉及一種可以產(chǎn)生具有高穩(wěn)定性和均勻性的隨機數(shù)序列的真隨機數(shù)源及生成真隨機數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
：高質(zhì)量的隨機數(shù)在信息安全領(lǐng)域具有重要的意義，其直接應(yīng)用于加密解密、身份認證、數(shù)字簽名等領(lǐng)域，另外，商業(yè)上的彩票和賭博機也同樣需要隨機數(shù)來實現(xiàn)不可預(yù)測性。以信息安全領(lǐng)域的加密算法為例，其本質(zhì)上便是一個隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生隨機的密鑰序列，然后用這個密鑰序列通過某種運算來對明文信息進行加密。因此，隨機數(shù)質(zhì)量的好壞直接影響到信息的安全性。如果隨機數(shù)的質(zhì)量不高，其呈現(xiàn)某種程度的可預(yù)測性，這樣黑客或者其他非法用戶便可以在技術(shù)上找到規(guī)律，從而破譯密碼。目前，計算機以及互聯(lián)網(wǎng)安全系統(tǒng)均采用偽隨機數(shù)發(fā)生器，其是給定一個隨機種子，然后基于某種隨機算法而產(chǎn)生的隨機序列。這種方法產(chǎn)生的不是真正的隨機數(shù)，因為，當隨機種子和隨機算法給定后，所產(chǎn)生的每一個隨機數(shù)都是確定的，可以從算法中計算出；另外，這種依靠算法的偽隨機數(shù)發(fā)生器所產(chǎn)生的隨機序列經(jīng)過一定長度后會出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象，隨機性也就降低了。對于需要高度安全的系統(tǒng)來說，偽隨機數(shù)在隨機性和安全性方面都不夠好。目前，有些廠商或者研究機構(gòu)利用自然界的隨機物理現(xiàn)象研制和開發(fā)了各種真隨機數(shù)產(chǎn)生設(shè)備和方法。這種方法依賴于某種物理現(xiàn)象的不可預(yù)測性，例如噪聲、量子隨機性等。中科院信息安全實驗室的物理噪聲源芯片DCS&DSTWNG-4便利用了電路的熱燥聲、接觸噪聲等隨機噪聲。目前的方法都是規(guī)定一個鑒別幅值，然后對物理噪聲源進行采樣，如果采樣得到的信號高于規(guī)定的鑒別幅值，則輸出1,否則輸出0。由于物理噪聲源很容易受到溫度、壓力等環(huán)境因素的影響，抗干擾能力比較差，其產(chǎn)生隨機序列的均勻性和穩(wěn)定性都很難控制。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的任務(wù)是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，從而提供一種生成真隨機數(shù)的方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種真隨機數(shù)源。一方面，本發(fā)明提供了一種生成真隨機數(shù)的方法，該方法對二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列進行如下處理a)獲取所述二進制隨機數(shù)序列中的一個片段，該片段中，首位和末位為0或1中的一個，而其余位都為0或1中的另一個；b)根據(jù)所述片段的位數(shù)來輸出二進制隨機數(shù)0或1;c)重復(fù)循環(huán)步驟a)和b),直至得到足夠多的隨機數(shù)為止。上述方法中，優(yōu)選所述步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)的規(guī)則為規(guī)則i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0;規(guī)則ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l。或者，優(yōu)選所述步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)的規(guī)則為規(guī)則i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;規(guī)則ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。進一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，上述方法中，在循環(huán)過程中還優(yōu)選包括以下步驟根據(jù)循環(huán)次數(shù)而交換步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)0和1的規(guī)則i)和規(guī)則ii)。上述方法中，優(yōu)選所述二進制隨機數(shù)序列，使得所述片段首位的二進制數(shù)的采樣率小于1/10。另一方面，本發(fā)明還提供了一種真隨機數(shù)源，包括二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置、采樣裝置、計數(shù)器和控制裝置，其中，所述采樣裝置根據(jù)所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列，截取二進制隨機數(shù)片段，且所述二進制隨機數(shù)片段中，首位和末位為0或1中的一個，其余位為0或1中的另一個；所述計數(shù)器用于計算所述二進制隨機數(shù)片段的位數(shù)；所述控制裝置根據(jù)所述計數(shù)器的結(jié)果來輸出二進制隨機數(shù)0或1。上述真隨機數(shù)源中，優(yōu)選所述控制裝置根據(jù)下述規(guī)則輸出二進制隨機數(shù)規(guī)則i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)1;規(guī)則ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。或者，優(yōu)選所述控制裝置根據(jù)下述規(guī)則輸出二進制隨機數(shù)規(guī)則i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)G;規(guī)則ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l。進一步地，所述真隨機數(shù)源每次輸出一位二進制隨機數(shù)后，都交換所述規(guī)則i)和規(guī)則ii)。上述真隨機數(shù)源中，優(yōu)選所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置，使其輸出的二進制隨機數(shù)序列中，所截取的片段的首位的二進制數(shù)字的采樣率優(yōu)選小于1/10。上述真隨機數(shù)源中，所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置優(yōu)選利用物理噪聲的真隨機數(shù)發(fā)生器。本發(fā)明的優(yōu)點在于1.本發(fā)明可以使用任意的真隨機數(shù)發(fā)生器，特別是利用各種噪聲源，例如均勻白噪聲、高斯白噪聲、泊松分布的噪聲等等的真隨機數(shù)發(fā)生器。2.產(chǎn)生隨機數(shù)的質(zhì)量不受環(huán)境的影響，抗干擾能力強。3.便于集成化由于對初始的真隨機數(shù)序列的來源沒有限制，可以采用電阻熱噪聲等集成電路所使用的噪聲源，設(shè)計真隨機數(shù)發(fā)生器，從而制作真隨機數(shù)芯片。4.制造成本低廉。以下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中圖2為根據(jù)本發(fā)明的生成真隨機數(shù)方法的另一個優(yōu)選實施例的流程圖3為根據(jù)本發(fā)明的生成真隨機數(shù)方法的一個真隨機數(shù)源的結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明提供的一種真隨機數(shù)發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖5為光接收次模塊輸出的噪聲信號和采樣裝置的輸出信號，其中曲線a為噪聲信號，曲線b為輸出信號。具體實施方式圖l給出了一種根據(jù)本發(fā)明的生成真隨機數(shù)方法的優(yōu)選實施例的流程圖，該方法包括以下步驟al)對真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的真隨機數(shù)序列進行采樣；a2)對步驟al)的采樣進行判斷，如果為0，則繼續(xù)采樣，如果為1，則進行下一步驟；a3)初始化計數(shù)器，令計數(shù)器等于0;a4)繼續(xù)對真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的真隨機數(shù)序列進行采樣；a5)對步驟a4)的采樣進行判斷，如果為0，則令計數(shù)器加l，并返回步驟a4);如果為1，則進行下一步；b)判斷計數(shù)器中計數(shù)的奇偶，如果為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O,如果為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;c)返回，從步驟a3)開始執(zhí)行。上述實施例中，步驟al-a5是為了獲取所述二進制隨機數(shù)序列中的一個片段，該片段中，首位和末位為0或1中的一個，而其余位都為0或1中的另一個，在獲取片段的同時，還通過計數(shù)器得到了片段的位數(shù)；而步驟b則是根據(jù)片段的位數(shù)來輸出二進制隨機數(shù)0或1,其中，步驟b根據(jù)預(yù)先定義的二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則來輸出隨機數(shù)；在本實施例中，所述預(yù)先定義的二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)1;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。當然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，也可以將所述預(yù)先定義的二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則定義為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l。此外，可以優(yōu)選所述二進制隨機數(shù)序列，使所述片段首位的二進制數(shù)1(或0)的采樣率小于1/10，這樣做的一個好處是可以提高最終輸出的隨機數(shù)質(zhì)量。表1給出了當所述片段首位的二進制數(shù)1(或Q)的采樣率不同時，根據(jù)上述生成真隨機數(shù)的方法獲得的真隨機數(shù)序列質(zhì)量的對比。表1在不同采樣率情況下隨機數(shù)序列質(zhì)量的對比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>其中測試結(jié)果1的采樣率為19%，數(shù)據(jù)量為19916712比特；測試結(jié)果2的采樣率為1.3%，數(shù)據(jù)量為1345888比特。從表1中的各項檢測結(jié)果可以看到，采用本實施例的方法，可以得到真隨機數(shù)序列，并且隨著所述片段首位的二進制數(shù)1(或0)的采樣率的下降，這種處理方法得到的隨機數(shù)質(zhì)量得到顯著提高。當然，表1中的檢測結(jié)果只是作為示例，根據(jù)多次實驗的結(jié)果表明，實際上，只要采樣率小于1/10就可以得到質(zhì)量更高的真隨機數(shù)。此外，為了使最終輸出的二進制隨機數(shù)序列中l(wèi)和O的比例更加均等，本發(fā)明還可以動態(tài)交換預(yù)定義的二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則，這里所說的交換是指，例如，如果原規(guī)則為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;則交換后的規(guī)則變?yōu)閕)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。上述動態(tài)交換規(guī)則既可以根據(jù)循環(huán)的次數(shù)而進行交換，例如每輸出一位隨機數(shù)就交換一次規(guī)則，也可以根據(jù)其他的參數(shù)進行，甚至可以是隨機交換。程圖。包括以下步驟al)對真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的真隨機數(shù)序列進行采樣；a2)對步驟al)的采樣進行判斷，如果為0,則繼續(xù)采樣，如果為1,則對存儲于單比特寄存器中的二進制變量X初始化，令乂=0;a3)初始化計數(shù)器，令計數(shù)器等于0;a4)繼續(xù)對真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的真隨機數(shù)序列進行采樣；a5)對步驟a4)的采樣進行判斷，如果為0，則令計數(shù)器加1，并返回步驟a4);如果為1,則進行步驟bl);8bl)判斷二進制變量X的值，如果X-O，則進行步驟b2);如果X-1，則進行步驟b3);b2)判斷計數(shù)器中計數(shù)的奇偶，如果為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l,如果為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O;然后執(zhí)行步驟b4);b3)判斷計數(shù)器中計數(shù)的奇偶，如果為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0，如果為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;然后執(zhí)行步驟b4);b4)令X=X+1;c)返回，從步驟a3)開始執(zhí)4亍。同上一個實施例相比，本實施例中增加了二進制變量X,并利用存儲于單比特寄存器中的二進制變量X來實現(xiàn)二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則的交換，每輸出一位二進制隨機數(shù)，規(guī)則就交換一次。當然，通過閱讀本發(fā)明的上述實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，還可以有其他適合的方法，例如使用普通寄存器存儲變量X,通過判斷變量X的奇偶性來交換規(guī)則等。應(yīng)用上述實施例對一組真隨機數(shù)序列進行實際的測試數(shù)據(jù)如表2所示。其中，數(shù)據(jù)量為581000比特。檢測結(jié)果3是未交換預(yù)定義規(guī)則所得到的隨機數(shù)測試結(jié)果；檢測結(jié)果4是交換預(yù)定義規(guī)則所得到的隨機數(shù)測試結(jié)果。從中可以看出，通過交換預(yù)定義的規(guī)則，隨機數(shù)的質(zhì)量得到進一步的提高。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>圖3給出了根據(jù)本發(fā)明的生成真隨機數(shù)的方法的一種真隨機數(shù)源的實施例，包括二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置、釆樣裝置、計數(shù)器和控制裝置，其中，所述采樣裝置連接至所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置，并根據(jù)其輸出的二進制隨機數(shù)序列，截取一段二進制隨機數(shù)，且所述二進制隨機數(shù)片段中，首位和末位為1，其余位為0;所述計數(shù)器連接至所述采樣裝置，用于計算所述采樣裝置所得到的所述二進制隨機數(shù)片段的位數(shù)；所述控制裝置連接至所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置、采樣裝置和計數(shù)器，并根據(jù)所述計數(shù)器的計數(shù)結(jié)果來輸出二進制隨機數(shù)0或1。該真隨機數(shù)源中，利用現(xiàn)有的真隨機數(shù)發(fā)生器做為二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置來產(chǎn)生一個二進制真隨機數(shù)序列，該真隨機數(shù)發(fā)生器可以為基于各種噪聲的隨機數(shù)發(fā)生器。當然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，利用其他諸如量子隨機性原理的各種真隨機數(shù)發(fā)生器，都適用于本發(fā)明。為了更詳細地解釋說明本發(fā)明的優(yōu)點，本發(fā)明還提供了一種二進制真隨機數(shù)發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，其包括光發(fā)射次模塊(TransmitterOpticalSub-Assembly,簡稱TOSA)、光4妻收次才莫塊(ReceiverOpticalSub-Assembly,簡稱ROSA)、時鐘源、衰減器以及采樣器，其中，時鐘源發(fā)出的時鐘信號被TOSA和采樣器所接收；TOSA根據(jù)所接收的時鐘信號發(fā)射光信號，即在時鐘信號的高電平位置，TOSA發(fā)射光信號，在時鐘信號的低電平位置，TOSA不發(fā)光；衰減器對TOSA發(fā)出的光進行一定程度的衰減，使得衰減后的光功率小于或等于ROSA的探測靈敏度，這樣，使得ROSA輸出的信號為毫無任何規(guī)律的噪聲信號，然后再使用采樣器根據(jù)時鐘信號，以設(shè)定的閾值對ROSA輸出的噪聲信號進行采樣，得到二進制的隨機數(shù)輸出。其中，TOSA和ROSA采用世維通光通訊技術(shù)有限公司的光收發(fā)一體模塊，型號為STR-013S15,該模塊將TOSA和ROSA集成在一起，衰減器使用型號為利恩和通訊技術(shù)公司的0C-60型可變光纖衰減器，可對入射激光進行0-65dB的連續(xù)衰減，ROSA輸出的信號如圖5中的曲線a所示，可見，該輸出信號是典型的噪聲信號，采樣器使用可編程邏輯器件(ComplexProgrammableLogicDevice,簡稱CPLD)，并按照TTL的邏輯電平來實現(xiàn)對ROSA的采樣，即TTL標準的高電平為預(yù)定的閾值，如果噪聲信號大于TTL標準高電平，則得到采樣l，否則得到采樣O，采樣結(jié)果如圖5中的曲線b所示?？梢钥吹?，對于ROSA輸出的噪聲信號，經(jīng)過CPLD隨機的采樣為高電平(1)或低電平(0)，從而得到二進制的隨機數(shù)序列。下面將結(jié)合上述二進制真隨機數(shù)發(fā)生器進一步解釋和說明本實施例的真隨機數(shù)源。在本實施例的真隨機數(shù)源中，所述計數(shù)器和控制裝置都由可編程邏輯器件來實現(xiàn)，而所述控制裝置中預(yù)定義的二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則可以由用戶根據(jù)自身的需要進行設(shè)定，例如一種規(guī)則為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l。或者，也可以使用另一種相反的規(guī)則i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)1;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。在這里調(diào)整所述真隨機數(shù)發(fā)生器，使其產(chǎn)生的二進制隨機數(shù)序列中，l的釆樣率小于1/10，這樣可以提高真隨機數(shù)源輸出的隨機數(shù)質(zhì)量。對所得到的一組測試數(shù)據(jù)進行的ENT檢測結(jié)果如表3所示，其中數(shù)據(jù)量為1392592比特。表3—組檢測結(jié)果和理想值的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>采用這種方法得到的隨機數(shù)受外界環(huán)境的影響小。如果直接采用基于噪聲幅度的真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的序列，當外界環(huán)境有一個A的改變時，將導(dǎo)致隨機數(shù)序列中O和1的比例發(fā)生變化，從而降低隨機數(shù)序列的質(zhì)量。下面，在真隨機數(shù)源中仍然以上述的ROSA和TOSA構(gòu)成的真隨機數(shù)發(fā)生器為例，才莫擬給光功率一個相同的改變A,這里我們?nèi)〉氖?.5dB的功率改變，來比較環(huán)境的改變導(dǎo)致的隨機數(shù)質(zhì)量的改變，得到的真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的結(jié)果如表4所示，其中，兩次采樣的數(shù)據(jù)量均為104857600比特。檢測結(jié)果5為發(fā)生改變A前輸出的隨機數(shù)序列的檢測結(jié)果，而檢測結(jié)果6是真隨機數(shù)發(fā)生器的TOSA輸出光功率發(fā)生改變△=0.5dB后輸出的隨機數(shù)序列的檢測結(jié)果。表4外界環(huán)境改變前后、基于噪聲幅度的隨機數(shù)序列測試比較<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表4中可見，盡管在外界環(huán)境改變前可以得到質(zhì)量很好的真隨機數(shù)，然而，當外界環(huán)境改變時，真隨機數(shù)發(fā)生器直接輸出的隨機數(shù)序列的算術(shù)平均值立刻變化很大，測試值遠離理想的0.5。如果采用本發(fā)明的真隨機數(shù)源，使用上述的示例性的預(yù)定義二進制隨機數(shù)輸出規(guī)則處理隨機數(shù)序列，則當外界環(huán)境同樣有一個A的改變時，隨機數(shù)序列的測試比較結(jié)果如表5所示。其中，檢測結(jié)果7為外界環(huán)境改變前的隨機數(shù)質(zhì)量測試，數(shù)據(jù)量為1266784比特。檢測結(jié)果8為外界環(huán)境改變后的隨機數(shù)質(zhì)量測試，數(shù)據(jù)量為191024比特。從表5中可見，雖然外界環(huán)境發(fā)生了改變，但對本發(fā)明的示例性的真隨機數(shù)源產(chǎn)生的隨機數(shù)質(zhì)量影響很小。表5外界環(huán)境改變前后、基于本發(fā)明的隨機數(shù)序列測試比較<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>另外，本發(fā)明的真隨機數(shù)源及生成真隨機數(shù)的方法中，還可以截取另一種二進制隨機數(shù)片段，即該二進制隨機數(shù)片段的首位和末位為0,其余位為1,相應(yīng)地，為了提高隨機數(shù)質(zhì)量，需要調(diào)整真隨機數(shù)發(fā)生器，使得該真隨機數(shù)發(fā)生器輸出的二進制隨機數(shù)序列中，0的采樣率小于1/10。還有一點需要說明的是，雖然在上述各真隨機數(shù)源的實施例中都使用了本發(fā)明提供的真隨機數(shù)發(fā)生器，但是，這不應(yīng)當理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解，本發(fā)明的真隨機數(shù)源完全可以使用各種其他結(jié)構(gòu)和類型的真隨機數(shù)發(fā)生器來實現(xiàn)。最后應(yīng)說明的是，以上各實施例及其附圖僅用以說明本發(fā)明的真隨機數(shù)源及生成真隨機數(shù)的方法，但非限制。盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。權(quán)利要求1.一種生成真隨機數(shù)的方法，該方法對二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列進行如下處理a)獲取所述二進制隨機數(shù)序列中的一個片段，該片段中，首位和末位為0或1中的一個，而其余位都為0或1中的另一個；b)根據(jù)所述片段的位數(shù)來輸出二進制隨機數(shù)0或1；c)重復(fù)循環(huán)步驟a)和b)，直至得到足夠多的隨機數(shù)為止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生成真隨機數(shù)的方法，其特征在于，所述步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)的規(guī)則為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生成真隨機數(shù)的方法，其特征在于，所述步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)的規(guī)則為i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)1;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨才幾數(shù)0。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的生成真隨機數(shù)的方法，其特征在于，在循環(huán)過程中還包括步驟動態(tài)交換步驟b)中輸出二進制隨機數(shù)G和1的規(guī)則i)和規(guī)則H)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生成真隨機數(shù)的方法，其特征在于，所述二進制隨機數(shù)序列中，所述片段首位的二進制數(shù)的采樣率小于1/10。6.—種真隨機數(shù)源，包括二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置、采樣裝置、計數(shù)器和控制裝置，其中，所述采樣裝置根據(jù)所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列，截取二進制隨機數(shù)片段，且所述二進制隨機數(shù)片段中，首位和末位為0或1中的一個，其余位為0或1中的另一個；所述計數(shù)器用于計算所述二進制隨機數(shù)片段的位數(shù)；所述控制裝置根據(jù)所述計數(shù)器的結(jié)果來輸出二進制隨機數(shù)Q或1。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真隨機數(shù)源，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)下述規(guī)則輸出二進制隨機數(shù)i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)0;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真隨機數(shù)源，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)下述規(guī)則輸出二進制隨機數(shù)i)如果所述片段的位數(shù)為偶數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)l;ii)如果所述片段的位數(shù)為奇數(shù)，則輸出二進制隨機數(shù)O。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的真隨機數(shù)源，其特征在于，動態(tài)交換所述規(guī)則i)和規(guī)則ii)。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真隨機數(shù)源，其特征在于，所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列中，所截取的片段的首位的二進制數(shù)字的采樣率小于1/10。11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真隨機數(shù)源，其特征在于，所述二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置為利用物理噪聲的真隨機數(shù)發(fā)生器。全文摘要本發(fā)明公開一種生成真隨機數(shù)的方法，該方法對二進制真隨機數(shù)序列發(fā)生裝置輸出的二進制隨機數(shù)序列進行如下處理a)獲取所述二進制隨機數(shù)序列中的一個片段，該片段中，首位和末位為0或1中的一個，而其余位都為0或1中的另一個；b)根據(jù)所述片段的位數(shù)來輸出二進制隨機數(shù)0或1；c)重復(fù)循環(huán)步驟a)和b)，直至得到足夠多的隨機數(shù)為止。本發(fā)明可以使用任意的真隨機數(shù)發(fā)生器；產(chǎn)生隨機數(shù)的質(zhì)量不受環(huán)境的影響，抗干擾能力強；便于集成化，由于對初始的真隨機數(shù)序列的來源沒有限制，可以采用電阻熱噪聲等集成電路所使用的噪聲源，設(shè)計真隨機數(shù)發(fā)生器，從而制作真隨機數(shù)芯片；以及制造成本低廉。文檔編號G06F7/58GK101655780SQ20081011796公開日2010年2月24日申請日期2008年8月18日優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日發(fā)明者吳令安,趙建領(lǐng)申請人:中國科學(xué)院物理研究所