基于多源振荡器和AES算法的TRNG设计与实现
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 引言 | 第9-15页 |
| 1.1 选题的背景与研究意义 | 第9-10页 |
| 1.2 随机数发生器的研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3 随机数发生器的应用 | 第11-12页 |
| 1.4 论文的创新点 | 第12-13页 |
| 1.5 论文的研究工作和组织结构安排 | 第13-15页 |
| 第2章 TRNG的概念及原理方法 | 第15-23页 |
| 2.1 随机数发生器的概念 | 第15-16页 |
| 2.1.1 随机数概念 | 第15页 |
| 2.1.2 随机数发生器的概念与分类 | 第15-16页 |
| 2.2 伪随机数发生器原理与方法 | 第16-19页 |
| 2.2.1 伪随机数的有关理论 | 第16页 |
| 2.2.2 伪随机数产生的方法 | 第16-19页 |
| 2.3 真随机数发生器原理与方法 | 第19-22页 |
| 2.3.1 直接放大噪声 | 第19页 |
| 2.3.2 振荡器采样 | 第19-20页 |
| 2.3.3 混沌系统 | 第20-21页 |
| 2.3.4 锁相环法 | 第21页 |
| 2.3.5 量子随机数发生器 | 第21-22页 |
| 2.4 小结 | 第22-23页 |
| 第3章 TRNG系统的密钥种子生成器设计 | 第23-28页 |
| 3.1 整体电路结构设计 | 第23页 |
| 3.2 振荡电路设计 | 第23-25页 |
| 3.3 Von-Neumann校正器 | 第25页 |
| 3.4 随机数预处理单元 | 第25-27页 |
| 3.4.1 异或处理 | 第25-26页 |
| 3.4.2 线性反馈移位寄存器 | 第26-27页 |
| 3.5 小结 | 第27-28页 |
| 第4章 TRNG系统的AES算法加密设计 | 第28-35页 |
| 4.1 TRNG系统的算法加密概述 | 第28-29页 |
| 4.2 加密系统总体结构 | 第29-30页 |
| 4.3 AES算法的设计 | 第30-34页 |
| 4.3.1 AES加密过程 | 第30-31页 |
| 4.3.2 轮函数 | 第31-32页 |
| 4.3.3 字节替换 | 第32页 |
| 4.3.4 行位移 | 第32-33页 |
| 4.3.5 列混合 | 第33页 |
| 4.3.6 轮密钥加运算 | 第33页 |
| 4.3.7 子密钥的产生 | 第33-34页 |
| 4.4 小结 | 第34-35页 |
| 第5章 TRNG系统的测试与评估 | 第35-47页 |
| 5.1 密钥种子生成器的测试 | 第35-43页 |
| 5.1.1 单比特频数检测 | 第36页 |
| 5.1.2 块内频数检测 | 第36-37页 |
| 5.1.3 扑克检测 | 第37页 |
| 5.1.4 重叠子序列检测 | 第37-38页 |
| 5.1.5 游程总数检测 | 第38页 |
| 5.1.6 游程分布检测 | 第38页 |
| 5.1.7 块内最大“1”游程检测 | 第38-39页 |
| 5.1.8 二元推导检测 | 第39页 |
| 5.1.9 自相关检测 | 第39-40页 |
| 5.1.10 矩阵秩检测 | 第40页 |
| 5.1.11 累加和检测 | 第40-41页 |
| 5.1.12 近似熵检测 | 第41页 |
| 5.1.13 线性复杂度检测 | 第41-42页 |
| 5.1.14 Maurer通用统计检测 | 第42页 |
| 5.1.15 离散傅立叶检测 | 第42-43页 |
| 5.2 AES算法评估 | 第43-46页 |
| 5.2.1 算法的安全性 | 第43页 |
| 5.2.2 算法的软件性能 | 第43-44页 |
| 5.2.3 算法的资源受限环境 | 第44页 |
| 5.2.4 所需硬件性能 | 第44页 |
| 5.2.5 抵抗攻击性 | 第44页 |
| 5.2.6 算法加密和解密 | 第44-45页 |
| 5.2.7 算法的密钥扩展 | 第45页 |
| 5.2.8 并行性 | 第45页 |
| 5.2.9 其他功能和适应性 | 第45-46页 |
| 5.2.10 综合性能 | 第46页 |
| 5.3 小结 | 第46-47页 |
| 第6章 结果分析 | 第47-52页 |
| 6.1 AES算法测试结果 | 第47页 |
| 6.2 SP800-22测试结果 | 第47-50页 |
| 6.2.1 单组数据测试结果 | 第48-49页 |
| 6.2.2 系统综合测试结果 | 第49-50页 |
| 6.3 性能对比 | 第50-51页 |
| 6.4 测试结果分析 | 第51-52页 |
| 结论 | 第52-53页 |
| 致谢 | 第53-54页 |
| 参考文献 | 第54-56页 |
