恭喜浙江大学计算机创新技术研究院杨坤获国家专利权
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龙图腾网恭喜浙江大学计算机创新技术研究院申请的专利一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器和方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119917064B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510402023.3,技术领域涉及:G06F7/58;该发明授权一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器和方法是由杨坤;陈祉源;田行健;任奎设计研发完成,并于2025-04-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器和方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器和方法。本发明方案基于FPGA,设计了12轮置换函数及其模块,每轮通过一系列线性与非线性操作对输入数据进行充分混淆;设计了非线性反馈移位寄存器的轮常数生成器,通过与特定位置的数据进行异或操作;设置计数器和逻辑电路对轮常数处理优化增加非线性变化;设置时间阈值机制,定期重种操作。本发明在显著减少节约了硬件资源的同时,还提升了数据随机性和抗攻击能力,提升了轮常数存储资源的利用率,实现高吞吐量、高效、高随机性的伪随机数生成,实现安全性与性能的平衡,提高了效率、不可预测性和硬件资源利用率,保证了长期运行中的随机性、安全性。
本发明授权一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器和方法在权利要求书中公布了:1.一种用于FPGA高吞吐量的安全伪随机数发生器,其特征在于: 所述安全伪随机数发生器基于FPGA的硬件,包括: 初始种子输入模块,用于从外部输入原始种子并预处理成初始种子存储; 轮常数生成模块,用于预先生成置换函数模块12轮所需的轮常数,并发送到置换函数模块; 所述轮常数生成模块包括: 一个第二计数器,用于从初始种子中选择第一轮轮常数; 一个非线性反馈移位寄存器,用于根据第一轮轮常数生成后面11轮的轮常数,内置有左移操作和异或运算操作; 置换函数模块,内有包含轮常数的优化置换函数F',用于读取初始种子输入模块中的初始种子并存储、然后利用内置的优化置换函数F'对初始种子进行12轮置换操作获得最终随机数输出; 所述优化置换函数F'是一种基于Keccak算法的加密散列函数,采用独特的海绵结构,以吸收和挤出两个阶段完成消息摘要的生成: 首先,在吸收阶段,输入消息被分块,每块与当前状态的前r比特进行异或运算,然后通过置换函数更新状态;在挤出阶段,从状态的前r个比特数中提取输出摘要,不足时继续通过置换函数更新状态;状态特征由吸收率部分r和容量部分c组成,吸收率部分r负责处理输入和输出,容量部分c则提供安全性保障; 重种机制模块,用于定期刷新原始种子,确保长期运行时的随机性和安全性。
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