赵 俭

（解放军信息工程大学，郑州450000）

基于USB接口的真随机数生成平台设计❋

赵 俭

（解放军信息工程大学，郑州450000）

随机数作为网络空间安全的基础技术历来受到相关领域研究人员的重视。针对日益广泛的真随机数应用需求，在分析国内外各种真随机数生成方法的基础上，基于物理噪声源芯片和内含微处理器的USB接口芯片构建一个真随机数生成平台。给出平台的总体设计框图，详细分析了平台核心硬件的配置电路设计和固件程序以及上位机软件设计。该平台具有结构简单、实现方便、可扩展性强等特点，通过该平台的构建一方面可以方便快捷地获取大量真随机数，另一方面将该平台应用于课程教学实践，对于相关专业学生学习了解真随机数的典型产生方法具有重要意义。

真随机数；通用串行总线接口；随机噪声源芯片；平台设计；固件程序；课程教学

1 引 言

随机数的应用十分广泛，无论是科学仿真实验还是现代通信应用都离不开随机数，特别是在网络空间安全领域，随机数不可或缺，如安全协议、密码算法等运行过程中都需要用到具有良好随机特性的随机数，可以说随机数是确保信息安全的基础。随机数的产生方法可以分成两类即数学方法和物理方法。数学方法是依据数据公式／模型生成随机数，它并不是严格意义上的随机数，通常也叫伪随机数，如平方取中、反馈移位寄存器（Feedback Shift Register，FSR）、线性同余发生器等，这种伪随机数是可以重复产生的，只是可以将其重复周期设计得足够长，截取重复周期内的一段数据也能够通过随机性检验，满足一般的应用需求。……