CN111443896A - 一种高温耐抗性的真随机数发生器和真随机数生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温耐抗性的真随机数发生器和真随机数生成方法，包括：APD模块、驱动模块、加热恒温模块、反馈模块、反向偏置电压模块、信号甄别采集模块和数据传输模块；所述APD模块、加热恒温模块、反馈模块、反向偏置电压模块、信号甄别采集模块和数据传输模块依次连接，驱动模块分别连接APD模块、加热恒温模块和反向偏置电压模块；本发明通过加热恒温模块可以使真随机发生器处于高温稳定的状态，使真随机发生器可以在高温环境中正常工作，也可以适应更多复杂环境；本发明模块结构严密而牢固，可靠性和鲁棒性得到提高。

Description

一种高温耐抗性的真随机数发生器和真随机数生成方法
技术领域
本发明涉及信息安全领域，尤其是一种高温耐抗性的真随机数发生器和真随机数生成方法。
背景技术
随机数主要指具有随机特性的一组随机变量，它在应用数学(如蒙特卡洛模拟方法)、信息安全、信息加密等领域起到了关键作用。随着量子技术的发展，量子密钥分配是目前信息安全技术领域研究的热门，在各种量子密钥分配的实现方案中，随机数产生又是密钥形成过程的来源，扮演着至关重要的角色。
随机数产生器可分为伪随机数产生器(PRNG)与真随机数产生器(TRNG)。伪随机数通常采用一系列数据算法，并通过计算机计算后得到。伪随机数的产生过程不涉及任何物理性的随机过程，并且伴随有周期性、重现性等不良性质。通常在随机性需求不高、随机序列长度需求不大的场合使用，比如信号处理领域、预测领域、金融领域等。此外，伪随机数是无法通过各项随机数性能检测规范的。
真随机数是利用各种物理现象产生的，比如热噪声、光分束、量子隧穿、量子随机塌缩等。基于物理观测值本身随机性的物理随机数发生器，其产生的是真正不可预测的随机数。在各种物理真随机数发生器中，基于量子力学原理的量子随机数发生器，比其他物理过程的随机性更高，速率也更快，是随机数源研究的重要发展方向。目前已有的基于量子效应的随机数发生器，例如有利用量子随机塌缩物理特性研制的光量子随机数发生器；利用发光二极管放大自发辐射噪声研制的高速量子随机数发生器；利用追踪单个光子碰撞检测器的分布几率研制的量子随机数发生器。但是以上方案均要求高精密的光学器件以及低温或常温工作状态，由于光学器件的工艺精度以及光学膜层致密度难以做到精准的指标要求，并且光学器件在恶劣环境下很难保障优良的可靠性和鲁棒性，尤其恶劣环境温度带来的器件老化损伤影响，导致产生的随机数0、1序列分布不均匀、熵值低，随机性统计检测不合格，甚至设备工作寿命大打折扣。同时，低温工作状态的要求需采用超导、TEC等制冷装置对单光子源和光电探测器进行低温制冷，以减少器件暗电流噪声对特征信号的淹没效果，并且与环境温度的热交换温差一旦超出制冷模块所控制范围，超出光电探测器锁定的工作温度，则会导致暗计数陡然增大，随机数计数无效。
为此，为了保障随机数质量及发生器的可靠性，所有随机数发生器均需要复杂的软件/硬件算法后处理过程、复杂的温控电路设计、精密的生产工艺要求以及高品质的元器件和材料，这在成本、性能、效率、功耗及生产工艺等方面均带来不小的开销和潜在的安全性漏洞，这无疑给量子随机数发生器的批量化生产和普遍化应用带来很大的难度。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高温耐抗性的真随机数发生器和真随机数生成方法；本发明解决了真随机数发生器不能再高温环境下正常工作的问题；解决了真随机发生器工作环境单一的问题。
本发明基于雪崩光电二极管(APD模块)中电子的隧穿效应随机生成电学特征信号，通过对该电学特征信号甄别、采集及配合网络防护机制生成量子性强、安全、具备良好随机性统计的二进制随机数序列。
作为本发明的一个方面，本发明不采用激光光源或单光子光源等光学物理源作为信号发生随机源，不采用单光子探测器，避免光学器件性能降低或损坏带来的可靠性问题，采用常见InGaAs材料APD模块作为信号发生随机源，直连采样电路进行信号甄别采样，整体装置模块集成度高，集成电路单板设计，模块结构严密而牢固，可靠性和鲁棒性得到提高。
作为本发明的另一个方面，为了提高随机数发生器对恶劣环境温度的兼容性和耐抗性，不同于以往低温、常温状态的工作模式，常见温度范围为：-30～50℃。本发明提供了一种在高温状态(>50℃)下可正常工作的随机数发生器，通过三极管加热APD模块，将APD模块工作温度提升恒定于APD模块允许的高温临界值，并在此基础上提供一种生成、甄别、采集、计数、传输的随机数序列生成方法和流程。
本发明采用的技术方案如下：
一种高温耐抗性的真随机数生成方法，包括：APD模块产生隧穿电学特征信号；驱动模块同步驱动加热恒温模块对APD模块进行加热处理，将APD模块工作温度提升恒定于APD模块允许的高温临界值；反馈模块跟随APD模块温度变化对系统状态参数进行检索；反向偏置电压模块接收所述反馈模块扫描锁定的电压临界值信号并驱动APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号；信号甄别采集模块按照隧穿电信号与总暗电流信号脉冲是否存在过冲信号为甄别依据，在高温状态下对输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数，并编码转化为多进制或二进制随机数序列；数据传输模块对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理。
进一步的，所述，APD模块正常工作时的反向电压接近其反向击穿电压，APD模块的击穿电压拐点与温度呈正比关系，当温度升高时，拐点电压升高，故击穿电压拐点可作为产生隧穿效应的指标值。
进一步的，所述产生隧穿电学特征信号还包括验证特征信号是否符合随机性统计检测的真随机数，其方法为：根据紧束缚近似理论，不同原子发生能级转换是独立的同分布，以及总事件的统计数据遵循伯努利分布，即两点分布或0-1分布：
Figure BDA0002432611630000031
根据量子不确定性原理，以及得出的隧穿电信号产生是一个同分布事件，又可以认为服从泊松分布：
Figure BDA0002432611630000032
结合前两个公式，其中，n1为转换到导带的电子数量，N1为在价带顶部的全部电子数量，p1为k个电子的转换概率，那么存在:
Figure BDA0002432611630000033
因此，当n>0时：p＝Pλ'(n>0)＝1-e-λ'；所述概率p为产生隧穿电信号的概率，存在一个λ'使得p＝0.5，即产生隧穿电信号的概率为50％，服从均匀分布。
进一步的，所述临界值大于等于50℃。
进一步的，所述反馈模块以APD模块反向电流的斜率突变70％作为拐点临界状态的判定依据，对电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈至系统内核。
进一步的，所述反向偏置电压模块在电压临界值的电压基础上对APD模块耦合施加窄脉宽的门电压，产生超过Vbias的瞬时电压，以激励APD模块工作在“盖革”模式下，缩小价带与导带之间的带隙，驱动所述APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号。
进一步的，所述信号甄别采集模块利用ECL逻辑输出高速比较器对信号的幅度差达到比较器比较门限进行比较，在高温状态下对所述输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数。
进一步的，所述数据传输模块对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理，通过硬件电路接口实现对随机数序列的单向物理隔离输出，避免反向通路的建立，降低网络攻击的风险。
一种高温耐抗性的真随机数发生器，包括：APD模块、驱动模块、加热恒温模块、反馈模块、反向偏置电压模块、信号甄别采集模块和数据传输模块；所述APD模块、加热恒温模块、反馈模块、反向偏置电压模块、信号甄别采集模块和数据传输模块依次连接，驱动模块分别连接APD模块、加热恒温模块和反向偏置电压模块。
进一步的，所述APD模块用于生成隧穿电学特征信号；驱动模块用于提供驱动电能；加热恒温模块为三极管加热恒温模块，用于对为APD模块进行加热处理并使APD模块F模块温度恒定；反馈模块为自检扫描反馈模块，用于对电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈；反向偏置电压模块用于对APD模块施加窄脉宽的门电压和反向偏置电压；信号甄别采集模块用于对电学特征信号进行甄别、采集、计数，并进行进制转化为随机数序列；数据传输模块为数据单向传输模块，用于实施单向物理隔离的传输机制，从电路上保障数据是单向输出。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明通过加热恒温模块可以使真随机发生器处于高温稳定的状态，使真随机发生器可以在高温环境中正常工作，也可以适应更多复杂环境。
2、本发明模块结构严密而牢固，可靠性和鲁棒性得到提高。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是高温耐抗性的真随机数生成方法流程图。
图2是高温耐抗性的真随机数发生器结构图。
其中，1-APD模块；2-驱动模块；3-加热恒温模块；4-反馈模块；5-反向偏置电压模块；6-信号甄别采集模块；7-数据传输模块。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例1
一种高温耐抗性的真随机数生成方法，如图1所示，包括：
S1：APD模块产生隧穿电学特征信号。
上述步骤中，APD模块产生隧穿电学特征信号，其在驱动模块施加的反向电压作用下启动运行，在本真随机数产生系统中，APD模块正常工作时的反向电压接近其反向击穿电压，APD模块的击穿电压拐点与温度呈正比关系，当温度升高时，拐点电压升高；故此该击穿电压拐点可作为产生隧穿效应的指标值，驱动模块可根据反向击穿电压检测反馈来衡量APD模块所需反向偏压需要达到的范围。
所述产生隧穿电学特征信号还包括验证特征信号是否符合随机性统计检测的真随机数，其方法为：根据紧束缚近似理论，不同原子发生能级转换是独立的同分布(IID)，以及总事件的统计数据遵循伯努利分布，即两点分布或0-1分布：
Figure BDA0002432611630000051
根据量子不确定性原理，以及得出的隧穿电信号产生是一个同分布事件，又可以认为服从泊松分布：
Figure BDA0002432611630000052
结合前两个公式，其中，n1为转换到导带的电子数量，N1为在价带顶部的全部电子数量，p1为k个电子的转换概率，那么存在:
Figure BDA0002432611630000053
因此，当n>0时：p＝Pλ'(n>0)＝1-e-λ'；所述概率p为产生隧穿电信号的概率，存在一个λ'使得p＝0.5，即产生隧穿电信号的概率为50％，服从均匀分布；综上所述，APD模块隧穿效应产生的特征电信号符合随机数所需要的均匀分布特性，能够产生符合随机性统计检测的真随机数。
S2：驱动模块同步驱动加热恒温模块对APD模块进行加热处理，将APD模块工作温度提升恒定于APD模块允许的高温临界值。
上述步骤中，驱动模块将APD模块工作温度提升恒定于APD模块允许的高温临界值(>50℃)，此时APD模块的反向击穿电压相应变化至临界值，该电压临界值作为APD模块产生隧穿效应的指标值。
S3：反馈模块跟随APD模块温度变化对系统状态参数进行检索，对电压临界值进行逐点比对扫描。
上述步骤中，反馈模块为自检扫描反馈模块，其以APD模块反向电流的斜率突变70％作为拐点临界状态的判定依据，对电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈至系统内核，此时系统形成稳定工作的平衡状态。
S4：反向偏置电压模块接收所述反馈模块扫描锁定的电压临界值信号并驱动APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号。
上述步骤中，反向偏置电压模块接收所述自检扫描反馈模块扫描锁定的电压临界值信号，在该电压基础上对所述APD模块耦合施加窄脉宽的门电压，产生超过Vbias的瞬时电压，以激励APD模块工作在“盖革”模式下，缩小价带与导带之间的带隙，驱动所述APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号。
S5：信号甄别采集模块按照隧穿电信号与总暗电流信号脉冲是否存在过冲信号为甄别依据，在高温状态下对输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数，并编码转化为多进制或二进制随机数序列；
上述步骤中，信号甄别采集模块利用ECL逻辑输出高速比较器对信号的幅度差达到比较器比较门限进行比较，实现在高温状态下对所述输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数。
S6：数据传输模块对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理。
上述步骤中，数据传输模块为数据单向传输模块，其对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理，通过硬件电路接口实现对随机数序列的单向物理隔离输出，避免反向通路的建立，降低网络攻击的风险。
本实施例通过将APD模块温度恒定于50℃以上，实现了真随机发生器可以在高温下稳定工作，使真随机发生器可以适应更多复杂环境。
实施例2
一种高温耐抗性的真随机数发生器，如图2所示，包括：APD模块1、驱动模块2、加热恒温模块3、反馈模块4、反向偏置电压模块5、信号甄别采集模块6和数据传输模块7；所述APD模块1、加热恒温模块3、反馈模块4、反向偏置电压模块5、信号甄别采集模块6和数据传输模块7依次连接，驱动模块2分别连接APD模块1、加热恒温模块3和反向偏置电压模块5。
所述APD模块1用于生成隧穿电学特征信号，同时还可以验证其电学特征信号是否符合随机性统计检测的真随机数，其方法为：根据紧束缚近似理论，不同原子发生能级转换是独立的同分布，以及总事件的统计数据遵循伯努利分布，即两点分布或0-1分布：
Figure BDA0002432611630000061
根据量子不确定性原理，以及得出的隧穿电信号产生是一个同分布事件，又可以认为服从泊松分布：
Figure BDA0002432611630000062
结合前两个公式，其中，n1为转换到导带的电子数量，N1为在价带顶部的全部电子数量，p1为k个电子的转换概率，那么存在:
Figure BDA0002432611630000063
因此，当n>0时：p＝Pλ'(n>0)＝1-e-λ'；所述概率p为产生隧穿电信号的概率，存在一个λ'使得p＝0.5，即产生隧穿电信号的概率为50％，服从均匀分布；综上所述，APD模块1隧穿效应产生的特征电信号符合随机数所需要的均匀分布特性，能够产生符合随机性统计检测的真随机数。
所述驱动模块2用来为所述APD模块1、加热恒温模块3和反向偏置电压模块5提供驱动电能。
所述加热恒温模块3为三极管加热恒温模块3，用于对所述APD模块1进行加热处理，将APD模块1工作温度提升恒定于APD模块1允许的高温临界值，本实施例中，所述临界值大于等于50℃；在此基础上，APD模块1的击穿电压相应变化至临界值，此电压临界值作为APD模块1产生隧穿效应的指标值。
所述反馈模块4为自检扫描反馈模块，因每个APD模块1均有自身固定的击穿电压临界值，并依温度变化而相应变化，所以该模块以APD模块1反向电流的斜率突变70％作为拐点临界状态的判定依据，用于对所述电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈，形成稳定工作的平衡状态。
所述反向偏置电压模块5，用于对APD模块1施加窄脉宽的门电压和反向偏置电压，通过自检扫描反馈模块反馈的信号调控至所述锁定电压临界值，激励APD模块1工作在“盖革”模式下，缩小价带与导带之间的带隙，稳定驱动产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号。
所述信号甄别采集模块6，用于在暗电流和背景噪声中对所述电学特征信号进行甄别、采集、计数，并进行进制转化为随机数序列。因隧穿效应产生的特征信号为极微弱信号，淹没在APD模块1暗电流、热噪声中而难以识别，故通过对其进行特征标记并转换，从而进行甄别和采集。
所述数据传输模块7为数据单向传输模块，用于对所述随机数发生器实施单向物理隔离的传输机制，从电路上保障数据是单向输出，避免反向通路建立的硬件接口电路设计，并对待发送的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC进行处理，若接收方发现数据异常，系统则立即报警或放弃该鉴别码之前所收到的数据，从而起到对输出随机数序列的质量保障。
在使用中，为了使得在窄脉冲作用下，APD模块1能够由自身的隧穿效应产生特征电信号，利用反向偏置电压模块5向APD模块1两端施加偏置电压和门电压。此外，APD模块1的击穿电压拐点与温度呈正比关系，即温度降低，拐点电压降低；温度升高，拐点电压升高。该击穿电压拐点可作为产生隧穿效应的指标值。综合所述，本实施例在高温状态下，为防止APD模块1因温度的上升导致反向电流增大而被烧穿，需要自检扫描反馈模块对APD模块1的击穿电压拐点依高温条件下的变化反应，并根据一定的控制算法进行实时的扫描比对和识别反馈，使得反向偏置电压模块5可稳定的调控APD模块1产生服从均匀分布特性的特征电信号。
反向偏置电压模块5输出高压的准确性与随机数系统功能以及APD模块1元器件的安全性息息相关，为此，在高压输出电路中增加了高压监测的反馈电路，以提升整个系统的安全性。在高温工作状态下，APD模块1的击穿电压拐点随之增大，暗计数现象严重，同时系统中的窄脉冲门电压与反向偏置电压耦合后，在其脉宽范围内，APD模块1的瞬时反向偏置电压会超过Vbias，以触发APD模块1发生隧穿效应，故在如此高温高压状态下，为保障APD模块1安全工作又使其可被精密控制，设计产生稳定可靠、并且脉宽可调的窄脉冲门电压也是本发明的关键设计之一。本实施例采用ECL高速逻辑电平实现脉宽范围为0～5ns，分辨率为11ps的窄脉冲进行隧穿触发。
由于高温状态导致APD模块1暗电流陡然增大，淹没特征电信号，因此本发明使用APD模块1产生隧穿电信号与其暗电流信号脉冲是否存在过冲信号作为甄别依据。当APD模块1在窄脉冲门电压和反向偏压耦合作用(高压)以及处于恒定高温环境下时，暗电流信号指数级上升(暗电流包含产生电流、扩散电流、表面漏电流和隧穿电流，前三项随温度升高而增大，隧穿电流与温度无关，随高压增大而增大)，并在APD模块1阳极与阴极之间存在非0结电容的影响下，该信号会呈现震荡收敛状态。当APD模块1发生隧穿效应时，隧穿特征电信号为一个正幅值的尖峰信号，并且其可视为叠加到整个暗电流信号中。此时，在该正幅值信号的作用下，APD模块1的暗电流信号中，下冲信号会受其影响而减弱，从而依此特征现象对发生隧穿效应产生特征电信号进行甄别。故本实施例中使用在门电压下的APD模块1后端电流信号中的过冲信号有无来作为随机数采样的依据，采用ECL逻辑输出高速比较器对信号的幅度差达到比较器比较门限进行比较并计数，计数信号被进制转换为随机数序列，符合随机性统计检测。
同时，从本实施例随机数发生器自身控制系统和运行流程方面考虑，综合考虑到随机数发生器在融入其它各系统中所起到的功能作用以及自身在网络环境中所遇网络安全问题，本实施例对随机数发生器实施单向物理隔离的传输机制，提供一种同时控制数据和协议均单向传输，从电路上保障数据是单向输出，避免反向通路建立的硬件接口电路设计。由于单向的“盲发”，发送方无法接收到接收方所反馈的任何信号，随机数数据的完整性也无法得到保障，故对待发送的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC进行处理，若接收方发现数据异常，系统则立即报警或放弃该鉴别码之前所收到的数据，从而起到对随机数序列传输的质量保障。
本发明通过加热恒温模块可以使真随机发生器处于高温稳定的状态，使真随机发生器可以在高温环境中正常工作，也可以适应更多复杂环境；本发明模块结构严密而牢固，可靠性和鲁棒性得到提高。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，包括：APD模块产生隧穿电学特征信号；驱动模块同步驱动加热恒温模块对APD模块进行加热处理，将APD模块工作温度提升恒定于APD模块允许的高温临界值；反馈模块跟随APD模块温度变化对系统状态参数进行检索，对电压临界值进行逐点比对扫描；反向偏置电压模块接收所述反馈模块扫描锁定的电压临界值信号并驱动APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号；信号甄别采集模块按照隧穿电信号与总暗电流信号脉冲是否存在过冲信号为甄别依据，在高温状态下对输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数，并编码转化为多进制或二进制随机数序列；数据传输模块对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理。
2.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述APD模块正常工作时的反向电压接近其反向击穿电压，APD模块的击穿电压拐点与温度呈正比关系，当温度升高时，拐点电压升高，故击穿电压拐点可作为产生隧穿效应的指标值。
3.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述产生隧穿电学特征信号还包括验证特征信号是否符合随机性统计检测的真随机数，其方法为：根据紧束缚近似理论，不同原子发生能级转换是独立的同分布，以及总事件的统计数据遵循伯努利分布，即两点分布或0-1分布：
Figure FDA0002432611620000011
根据量子不确定性原理，以及得出的隧穿电信号产生是一个同分布事件，又可以认为服从泊松分布：
Figure FDA0002432611620000012
结合前两个公式，其中，n1为转换到导带的电子数量，N1为在价带顶部的全部电子数量，p1为k个电子的转换概率，那么存在:
Figure FDA0002432611620000013
因此，当n>0时：p＝Pλ'(n>0)＝1-e-λ'；所述概率p为产生隧穿电信号的概率，存在一个λ'使得p＝0.5，即产生隧穿电信号的概率为50％，服从均匀分布。
4.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述临界值大于等于50℃。
5.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述反馈模块以APD模块反向电流的斜率突变70％作为拐点临界状态的判定依据，对电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈至系统内核。
6.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述反向偏置电压模块在电压临界值的电压基础上对APD模块耦合施加窄脉宽的门电压，产生超过Vbias的瞬时电压，以激励APD模块工作在“盖革”模式下，缩小价带与导带之间的带隙，驱动所述APD模块产生因量子隧穿效应而生成的电学特征信号。
7.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述信号甄别采集模块利用ECL逻辑输出高速比较器对信号的幅度差达到比较器比较门限进行比较，在高温状态下对所述输出的电学特征信号进行甄别、采集、计数。
8.如权利要求1所述的高温耐抗性的真随机数生成方法，其特征在于，所述数据传输模块对等待输出的随机数序列插入散列消息鉴别码序列HMAC算法进行处理，通过硬件电路接口实现对随机数序列的单向物理隔离输出，避免反向通路的建立，降低网络攻击的风险。
9.一种高温耐抗性的真随机数发生器，其特征在于，包括：APD模块(1)、驱动模块(2)、加热恒温模块(3)、反馈模块(4)、反向偏置电压模块(5)、信号甄别采集模块(6)和数据传输模块(7)；所述APD模块(1)、加热恒温模块(3)、反馈模块(4)、反向偏置电压模块(5)、信号甄别采集模块(6)和数据传输模块(7)依次连接，驱动模块(2)分别连接APD模块(1)、加热恒温模块(3)和反向偏置电压模块(5)。
10.如权利要求9所述的高温耐抗性的真随机数发生器，其特征在于，所述APD模块(1)用于生成隧穿电学特征信号；驱动模块(2)用于提供驱动电能；加热恒温模块(3)为三极管加热恒温模块(3)，用于对为APD模块(1)进行加热处理并使APD模块(1)F模块温度恒定；反馈模块(4)为自检扫描反馈模块，用于对电压临界值进行逐点比对扫描，锁定该值并反馈；反向偏置电压模块(5)用于对APD模块(1)施加窄脉宽的门电压和反向偏置电压；信号甄别采集模块(6)用于对电学特征信号进行甄别、采集、计数，并进行进制转化为随机数序列；数据传输模块(7)为数据单向传输模块，用于实施单向物理隔离的传输机制，从电路上保障数据是单向输出。
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