← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2024第7期Wireline I/O28nm
A 10-Gbs True Random Number Generator Using ML-Resistant Middle Square Method Jo
一款基于StrongARM锁存比较器和平方取中法的10Gb/s全数字真随机数生成器
28nm CMOS, 10Gb/s吞吐量, 0.121pJ/bit能效
真随机数生成器StrongARM比较器平方取中法机器学习抗性NIST测试
▸创新点1：采用StrongARM锁存比较器作为熵源，该全数字设计能够在高频下稳定工作，且对工艺-电压-温度（PVT）变化具有强鲁棒性，显著提升了熵源的可靠性和速度。
▸创新点2：使用平方取中法（MSM）进行后处理，有效消除了熵源中的有色噪声，同时通过机器学习抗性评估验证了其随机性，确保了输出比特流的高质量。
▸创新点3：实现了10 Gb/s的高吞吐量和0.121 pJ/bit的能效，在28 nm CMOS工艺下验证了其高性能和低功耗特性，并通过NIST SP 800-22和NIST SP 800-90B测试。
▸创新点4：通过最大香农熵达到0.999999999997，证明了输出比特流的高度随机性，满足了高安全性应用的需求。
Abstract
A 10-Gb/s throughput all-digital true-random-
number generator (TRNG) is introduced. The TRNG comprises
an entropy source based on a StrongARM latch compara-
tor and a post-processing block using the middle square
method (MSM). The comparator is fully digital, so the entropy
source can operate at a high frequency with robustness to process-
voltage-temperature (PVT) variation. The MSM post-processing
effectively removes any colored noise from the entropy source.
The randomness of the MSM post-pr