高速真随机数发生器设计与实现的开题报告

高速真随机数发生器设计与实现的开题报告一、研究背景和意义真随机数在密码学、计算机模拟、仿真等领域都有广泛应用。传统上，伪随机数生成器是通过一些算法在一个有限的种子空间上生成伪随机数。这些伪随机数虽然具有一定的随机性，但是由于其生成算法是确定性的，因此也存在着被预测的可能性。相比之下，真随机数生成器可以生成完全不可预测的随机数序列，能够提高加密算法的安全性。随机数的生成有很多种方式，要想真正地生成随机数，必须获得物理随机事件，例如从天气，电子器件的噪声，遗传因素或其他自然现象中获得的随机信号。因此实现一个高速真随机数发生器的设计和实现是需要考虑多方面的因素和技术的。二、研究目标和内容本次项目的主要研究目标是设计和实现一个高速真随机数发生器，实现一个可用于加密算法的真随机数生成器。其具体内容包括：1.对随机数生成器的发展历程进行研究，了解不同原理的随机数发生器的优劣和应用。2.设计针对性较强的随机数生成器，通过基于物理噪声的混沌反馈系统，获取更高质量的随机数。3.通过硬件设计，提高随机数的生成速度，实现高速产生真随机数的目标。4.开发完整的随机数生成器程序，包括算法实现、硬件驱动和软件接口等，使其可在实际应用中使用。三、研究方法和流程本项目的研究方法主要是理论探讨加实践操作相结合的方式。1.理论探讨通过文献调研和相关书籍资料的研读，了解随机数发生器的原理、种类、应用及其在加密算法中的重要性。2.实践操作设计基于硬件的真随机数发生器，主要以物理随机信号作为输入，获得高质量的随机数。3.硬件细节通过硬件设计优化，提高随机数的产生速度，保证生成随机数的高速性。4.软件接口将生成器开发成程序并提供软件接口，以方便集成到其他应用中。四、预期成果和创新点预期成果：1.设计和实现了一个高速真随机数发生器，具有更高的安全性和随机性。2.开发了完整的软硬件系统，包括算法实现、硬件驱动和软件接口等，使其可集成到其他应用中。创新点：1.通过设计基于物理噪声的混沌反馈系统，获得更高质量的随机数。2.在硬件设计中通过优化算法使得生成随机数的速度更高。3.开发出完整的软硬件系统，可以直接在应用中使用。五、项目进度计划2022年5月-6月:完成论文的相关调研和阅读，熟悉基础理论和相关技术，并确定项目研究方向和实现方案。2022年7月-8月:确定真随机数发生器的结构和组成，并进行硬件电路设计和制作。2022年9月-10月:完成加密算法测试，对硬件随机数生成器进行实现并进行测试检验性能。2022年11月-12月:撰写论文，并对论文的质量进行提升。六、参考文献1.Castro,E.,&Sánchez,J.(2003).Asurveyonrandomnumbergeneratorsforcryptography.CryptographyandCoding,11(4),1-19.2.Sewell,M.J.,&Sunar,B.(2005).Randomnumbergenerators:goodonesarehardtofind.ACMComputingSurveys(CSUR),37(4),1-30.3.Wong-Cheong,E.F.(2003).RandomnumbersandMonteCarlomethods(Vol.1).CRCpress.4.Paul,J.C.,&Venkatesan,P.(2013).Designandimplementationofatruerandomnumbergeneratorsystem.InternationalJournalofComputerApplications,63(21),32-36.5.NISTSpecialPublication800-90A.(2012).RecommendationforRandomNumberGenerationUsingDeterministicRandomBitGenerators.6.Ashby,N.,&Macklin,L.(2