CN1710616A - 一种简单高效的真随机数产生方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种简单高效的真随机数产生方法及装置，其方法包括以下步骤：第一步骤：在定点设备上安装传感器的步骤；第二步骤：通过传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况；第三步骤：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况，生成真随机数。其装置包括：传感器单元：实时跟踪测量定点设备的移动情况；随机数发生单元：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况生成真随机数。本发明结合了现有各种真随机数产生方法的长处，避免了使用复杂的随机噪声信号发生振荡器，以及手工操作的繁琐过程，能够获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的真随机数。

Description

一种简单高效的真随机数产生方法及装置

                          技术领域

本发明涉及一种产生随机数的方法及装置，特别是可以应用于信息产业和日常生活中需要使用高质量真随机数的一种简单高效的真随机数产生方法及装置。

                          背景技术

随机数在信息安全、仿真模拟、博彩抽签等科学技术和日常生活的许多领域具有非常重要的应用。随机数可分伪随机数和真随机数两种类型。伪随机数一般是由某种计算机算法产生的，因此有一定的规律可循，可被预测。相应的，真随机数基于某种自然噪声，它具有均匀的外部特征，完全没有规律可循，是完全不可预测的，因而在许多领域都获得了广泛的应用。根据获得随机数的方法的原理的不同，目前主要有三种类型的方法：1、由某一随机算法控制的随机数产生方法：这一类随机数产生方法是目前最常见的一类随机数产生方法，它依据某一事先确定的随机算法或者随机数表来产生随机数。但是，由于算法自身的特征(对于给定的输入，有确定的输出)。因此，从理论上讲，任何算法所产生的随机数都是可以被预测的。这类随机数被称为“伪随机数”，它只能用在对随机性要求很低的场合；2、人工方法：这类方法通过掷硬币、扔骰子等随机方式获得具有高质量的随机数。它是目前被公认的最安全的随机数产生方法之一。由这类方法能够产生具有较高的熵值，均匀的外部特征，完全没有规律可循，并能够避免可预测性的高质量的真随机数，因而在许多领域都获得了广泛的应用。但是这类方法使用起来非常繁琐。例如：为了利用掷硬币来产生一个商业基本安全标准所需要的1024位长度的随机数，人们需要掷1024次硬币，显然，这是非常不实用的，不能适应现代社会对大批量的、高质量随机数的需求。因此，除了在极少数非常重要的场合，一般不用这种方法来获得随机数；3、随机噪声发生检测方法：这类随机数产生方法通过产生、测量自然界的具有高度随机性的噪声信号，以获得所需要的、具有较高的熵值，均匀的外部特征，完全没有规律可循，并能够避免可预测性的高质量的真随机数。目前这类真随机信号发生装置大多通过是通过产生和检测放射性衰变、微弱放射线、粒子轨迹、半导体热噪声、石英振荡器等噪声源来获得较为理想的真随机数。由于这些装置的结构复杂，操作繁琐，价格昂贵，产生随机数的速度较慢，并且装置本身就具有一定的危险性，因而目前的这类随机数产生方法既不方便，也不很实用。

                        发明内容

本发明针对现有随机数产生方法所存在的问题，其目的是提供一种简单高效的真随机数生成方法及其装置，它能通过实时跟踪测量定点设备的移动情况，利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度等各种参量的随机变化情况，产生具有较高的熵值和均匀的外部特征，完全没有规律可循，能够避免可预测性的高质量的真随机数。

为了实现上述目的，本发明包括以下步骤：

第一步骤：在定点设备上安装传感器；

第二步骤：通过传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况；

第三步骤：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况，生成真随机数。

本发明还提供一种利用定点设备随机移动时各种参量的变化来产生真随机数的装置，所述装置包括：

传感器单元：实时跟踪测量定点设备的移动情况；

随机数发生单元：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况生成真随机数。

本发明结合了现有各种真随机数产生方法的长处，避免了使用复杂的随机噪声信号发生振荡器，以及手工操作的繁琐过程，能够获得具有较高的熵值和高度的随机性，难以预测的真随机数。本发明操作简单，经济实用，能够取代现有的各种真随机数产生方法，具有很好的实用价值。本发明适用于所有类型的定点输入设备。

                         附图说明

附图为本发明的真随机数产生装置的整体结构示意方框图。

                       具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，但该实施例不应理解为对本发明的限制。

这里本发明给出一种最简单的基于跟踪球的具体实施方式：

首先在跟踪球上安装位移传感器、速度传感器和压力传感器，由用户随机移动鼠标，位移传感器、速度传感器和压力传感器就会输出跟踪球的位移量、速度及指点频率，将各传感器所采集的模拟量通过模/数(A/D)转换器转换成数字量，通过对跟踪球的移动情况进行跟踪，对各传感器输出的数字量进行离散采样，获取跟踪球在随机移动时所产生的方位、速度、压力和指点频率等各种参量的离散随机变化情况，然后依据事先预定的真随机数生成算法，将上述每个传感器所获取的数据进行组合计算(换算)，即可获得具有较高的熵值和均匀的外部特征，完全没有规律可循，能够避免可预测性的高质量的真随机数。

很明显，本发明并不局限于上述实施例，而是可以在不脱离发明范围和思想的情况下进行变化和修改。

本说明书未作详细描述的内容，属于本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1、一种简单高效的真随机数产生方法，包括以下步骤：

第一步骤：在定点设备上安装传感器；

第二步骤：通过传感器实时跟踪测量定点设备的移动情况；

第三步骤：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况，生成真随机数。

2、一种简单高效的真随机数产生装置，所述装置包括：

传感器单元：实时跟踪测量定点设备的移动情况；

随机数发生单元：利用定点设备随机移动时所产生的方位、速度、压力等各种参量的变化情况生成真随机数。