(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210123872.1 (22)申请日 2022.02.10 (30)优先权数据 63/151,020 2021.02.18 US 17/496,782 2021.10.08 US (71)申请人 熵码科技股份有限公司 地址 中国台湾新竹县 (72)发明人 游钧恒　邵启意　庄恺莘　吴孟益　 (74)专利代理 机构 深圳新创友知识产权代理有 限公司 4 4223 专利代理师 江耀纯 (51)Int.Cl. H04L 9/06(2006.01) H04L 9/08(2006.01) H04L 9/32(2006.01) (54)发明名称 随机数产生器 (57)摘要 本发明公开了一种随机数产生器。 随机数产 生器包含一第一级产生器以及一第二级产生器， 第一级产生器分别在一第一时间点 以及一第二 时间点输 出一第一随机数以及一第二随机数， 以 及第二级产生器至少依据第一随机数产生一最 终输出。 尤其， 第二级产生器包含一补种电路以 用来产生一补种信号， 以控制是否依据第二随机 数产生最终输出。 当第二级产生器在不使用第二 随机数的情况下于一目前数据周期产生最终输 出时， 第一级产生器保留第二随机数以用来于下 个数据周期产生最终输出。 本发 明的带有多级处 理的随机数产生器所产生的随机数的品质能被 大幅改善， 并且随机数的场域能被大幅地延展， 因此基于伪随机数产生模式产生的随机数的品 质亦能被大幅地改善 。 权利要求书4页 说明书12页 附图12页 CN 114978470 A 2022.08.30 CN 114978470 A 1.一种随机数产生器， 其特 征在于， 包 含： 一第一级产生器， 用来输出复数个初步随机数中的一第 一初步随机数以及一第 二初步 随机数， 其中所述第一初步 随机数是在一第一时间点被输出， 以及所述第二初步 随机数是 在一第二时间点被输出； 以及 一第二级产生器， 耦接至所述第一级产生器， 用来至少依据所述第一初步随机数产生 一最终输出， 其中所述第二级产生器包 含： 一补种电路， 用来产生一补种信号， 其中所述补种信号用来控制是否依据所述第二初 步随机数产生所述 最终输出； 其中当所述第二级产生器在不使用所述第二初步随机数的情况下于所述第二级产生 器的一目前数据周期产生所述最 终输出时， 所述第一级产生器保留所述第二初步随机数以 用来于所述第二级产生器的下个数据周期产生所述 最终输出。 2.如权利要求1所述的随机数产生器， 其特 征在于， 另包 含： 一动态熵源， 用来 提供一第一动态 熵比特以及一第二动态 熵比特； 其中在一真随机数产生模式的期间， 所述第 一级产生器用来依据 所述第二动态熵比特 输出所述复数个初步随机数， 且所述第二级产生器的所述补种电路用来依据所述第一动态 熵比特产生所述补种信号。 3.如权利要求1所述的随机数产生器， 其特 征在于， 所述第二级产生器另包 含： 一线性反馈移位寄存器， 用来输出一线性反馈移位寄存器随机数； 以及 一处理电路， 用来依据 所述第一初步随机数以及所述线性反馈移位寄存器随机数产生 所述最终输出； 其中当所述补种信号显示为一第 一逻辑值 时， 所述线性反馈移位寄存器在不使用所述 第二初步随机数的情况下依据一预定规则输出所述线性反馈移 位寄存器随机数， 以及当所 述补种信号显示为一第二逻辑值时， 所述线性反馈移位寄存器依据所述第二初步随机数输 出所述线性反馈移位寄存器随机数。 4.如权利要求1所述的随机数产生器， 其特 征在于， 所述第一级产生器包 含： 一静态熵阵列， 用来分别依据一第一地址、 一第二地址以及一第三地址输出一第一静 态熵数、 一第二静态 熵数以及一第三静态 熵数； 以及 一刷新电路， 用来产生 一刷新信号； 其中所述第一级产生器至少依据所述第一静态熵数以及所述第二静态熵数产生所述 复数个初步随机数， 且所述刷新信号用来控制是否依据所述第三静态熵数产生所述复数个 初步随机数的任一 者。 5.如权利要求 4所述的随机数产生器， 其特 征在于， 所述第一级产生器另包 含： 一线性反馈移位寄存器， 用来输出一线性反馈移位寄存器随机数； 以及 一处理电路， 用来依据所述第一静态熵数、 所述第二静态熵数以及所述线性反馈移位 寄存器随机数产生所述复数个初步随机数； 其中当所述刷新信号显示为一第 一逻辑值 时， 所述线性反馈移位寄存器在不使用所述 第三静态熵数的情况下依据一预定规则输出所述线性反馈移 位寄存器随机数， 以及当所述 刷新信号显示为一第二逻辑值时， 所述线性反馈移 位寄存器依据所述第三静态熵数输出所 述线性反馈移位寄存器随机数。权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114978470 A 26.如权利要求5所述的随机数产生器， 其特 征在于， 所述第一级产生器另包 含： 一地址计数器， 用来产生所述第一 地址、 所述第二 地址以及所述第三 地址； 其中所述第一地址以及所述第二地址于所述第一级产生器的多个输出周期的每一者 均被刷新， 以及所述刷新信号另用来控制是否刷新所述第三 地址。 7.如权利要求6所述的随机数产生器， 其特 征在于， 所述第一级产生器另包 含： 一时钟控制电路， 用来依据 所述补种信号产生一内部时钟， 其中所述刷新电路、 所述地 址计数器以及所述线性反馈移位寄存器依据所述内部时钟运作； 其中当所述第二级产生器在不使用所述第二初步随机数的情况下于所述第二级产生 器的所述目前数据周期产生所述最终输出时， 所述时钟控制电路除能所述内部时钟以停止 所述刷新电路、 所述地址计数器以及所述线性反馈移位寄存器的运作， 以保留所述第二初 步随机数。 8.如权利要求4所述的随机数产生器， 其特征在于， 所述静态熵阵列藉由将 从所述静态 熵阵列中 以一第一方向排列的一第一组静态熵单元读取的数据收集为一组以输出所述第 一静态熵数， 所述静态熵阵列藉由将从所述静态熵阵列中以一第二方向排列的一第二组静 态熵单元读取的数据收集为一组以输出所述第二静态熵数， 以及所述静态熵阵列 藉由将从 所述静态熵阵列中 以一第三方向排列的一第三组静态熵单元读取的数据收集为一组以输 出所述第三静态熵数， 其中所述第一组静态熵单元、 所述第二组静态熵单元以及所述第三 组静态熵单元分别对应于所述第一 地址、 所述第二 地址以及所述第三 地址。 9.如权利要求8所述的随机数产生器， 其特征在于， 所述第 一组静态熵单元是以垂直方 向排列， 所述第二组静态熵单元是以水平方向排列， 以及所述第三组静态熵单元是以歪斜 方向排列。 10.如权利要求4所述的随机数产生器， 其特征在于， 所述静态熵阵列是一物理不可复 制功能阵列或存 储有自一物理不可复制功能阵列读取的数据的一寄存器阵列。 11.一种随机数产生器， 其特 征在于， 包 含： 一动态熵源， 用来 提供一第一动态 熵比特； 一第一级产生器， 包 含： 一静态熵源， 用来分别依据一第 一地址以及一第 二地址输出一第 一静态熵数以及一第 二静态熵数； 以及 一刷新电路， 用来产生 一刷新信号； 其中所述第一级产生器至少依据所述第一静态熵数产生复数个初步随机数中的一第 一初步随机数以及一第二初步随机数， 以及所述刷新信号用来控制是否依据所述第二静态 熵数产生所述复数个初步随机数的任一 者； 其中所述第 一初步随机数是在一第 一时间点被产生， 以及所述第 二初步随机数是在所 述第一时间点以后的一第二时间点被产生； 以及 一第二级产生器， 耦接至所述第一级产生器， 用来至少依据所述第一初步随机数产生 一最终输出， 其中所述第二级产生器包 含： 一补种电路， 用来依据所述第一动态 熵比特产生 一补种信号； 其中所述补种信号用来控制是否依据所述第二初步随机数产生所述 最终输出。 12.如权利要求11所述的随机数产生器， 其特征在于， 当所述第 二级产生器在不使用所权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114978470 A 3