开源随机数硬件设计

eric2013

https://github.com/gabrielguerrer/rng_rava

程序员可能会使用某种rand()函数，但这些伪随机数在加密场景中并不适用。为此，需要一个真正的随机数生成器（RNG），而这款开源硬件RNG采用了我们见过的最佳方法之一。

基于一种在许多电子设备中常见的特性——雪崩击穿。雪崩击穿发生在反向偏置方向施加高电压（在本例中约为25V）时，该设备使用了一对齐纳二极管。当施加高电压时，电子会发生“雪崩”现象，使二极管在反向偏置时导通。然而，这并不是一个恒定的电流；随着时间的推移，电流会有微小的变化，这些变化可以被放大并用作随机数生成器。噪声通过一系列运算放大器放大后，传输到ATmega32U4微控制器，从而为用户提供136.0 Kbit/s的随机数据。





与其他随机数生成器不同，这款设备基于一种被广泛认为是真正随机的方法。不仅如此，由于它基于离散硬件，因此在出现故障时可以直接访问、监控和更换，而其他方法更像是“黑匣子”，其过程更加不透明，难以审计。

有关更多信息可以查看这篇IEEE论文

https://ieeexplore.ieee.org/document/10295491

小溪733

非常好的资料，可以学习研究一下。RAVA设备的主要功能是：
1.高质量的熵：产生无偏见和独立的随机位，而没有后处理算法。
2.差异设计：通过比较两个相似和独立的噪声源，旨在实现对环境条件的免疫力。
3.双熵核心：合并两个平行和独立的熵通道，同时产生随机字节。双重设计提供了采用条件/控制设计的实验的冗余，双输出速率或独特的功能。
4.完整的透明度：作为一个开源项目，可完整访问电路设计，固件和用户端软件，包括驱动程序，库和实用程序。在硬件级别上，监视标头允许在操作过程中实时检查电压和噪声源。
5.可定制性：提供与其他电路，传感器和集成电路（IC）组件集成的接口标头。用户通过通信接口发送命令可以完全控制设备的操作。此外，作为一个开源项目，可以更新固件以修改电路的行为并实施新功能。
可访问性：作为一个离散电路，采用低成本IC组件和SMD电阻和尺寸为0805的电容器。确保设备保持负担得起，并且可以通过将组件手动焊接到印刷电路板上的手动焊接来组装。