DE602004001814T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Zufallszahlen auf Basis von chaotischen Oszillatoren - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft insbesondere eine Quelle und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Zufallszahlen.
• Sie betrifft auch die Erzeugung von Zufallszahlen in integrierten Schaltungen des Typs FPGA oder ASIC.
• Sie ist beispielsweise in den Generatoren von Zufallszahlen in der Digitaltechnologie anwendbar.
• Die Generatoren von Zufallszahlen werden insbesondere im Bereich der Kryptologie verwendet. Der richtige Einsatz von kryptografischen primitiven Zahlen erfordert eine nicht reproduzierbare, nicht voraussagbare Hinzufügung eines Zufalls mit guten statistischen Merkmalen.
• Ein Generator von Zufallszahlen ist eine Vorrichtung, die auf der Messung von nicht reproduzierbaren physikalischen Mengen basiert, um Zufallszahlen zu erzeugen. Bisher gibt es zwei Familien von Generatoren von Zufallszahlen:
• – jene, die auf der Messung einer äußeren (natürlichen) Menge, die a priori nicht voraussagbar ist, basieren (Raumtemperaturschwankungen, Schallpegel- oder Luftdruckunterschiede, Weg der Maus auf dem Computer, Zeit für die Eingabe auf der Tastatur, ...),
• – jene, deren Funktion von den äußeren Verwendungsbedingungen unabhängig ist (Messung des thermischen Geräusches eines Widerstandes im isolieren Medium oder der von einem radioaktiven Körper ausgesandten Strahlen ...).
• Die erste Familie hat den Nachteil, dass sie weniger sicher im Bereich des erzeugten Zufalls ist, obwohl dieser letztgenannte von guter Qualität sein kann. Es ist nämlich leicht, die äußere Quelle zu unterbrechen oder auch diese nach einem vorbestimmten Schema zu modulieren. Die zweite Familie ermöglicht eine Sicherung der Zufallserzeugung.
• Das Patent US 5 506 795 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren, die es ermöglichen, Signale auf chaotische Weise zu erzeugen. Dazu sind mehrere Verzögerungselemente in Serie geschaltet. Eines der Elemente ist mit einer nicht linearen Funktion verbunden, während die anderen Elemente mit einem Multiplikator verbunden sind. Die erzeugten Signale werden addiert, um das entsandte Signal zu erzeugen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung von binären Zufallsquellen auf Basis von dynamischen Oszillatoren oder chaotischen Oszillatoren.
• Die Erfindung betrifft eine physikalische Quelle, die es ermöglicht, Zufallsvariablen zu erzeugen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Blöcke enthält, die mindestens ein oder mehrere Verzögerungselemente haben, die nicht von einem Taktgeber getaktet sind, eine Boolesche Rückschleifungsfunktion, die eine strikt affine Funktion mit einer ungeraden Anzahl von Eingängen ist, und dass das erste Verzögerungselement jedes Blocks mit einem der Eingänge der affinen Rückschleifungsfunktion verbunden ist.
• Die Boolesche Funktion ist beispielsweise eine strikt affine Funktion mit einer ungeraden Anzahl von Eingängen.
• Die Verzögerungselemente können logische „UND" sein.
• Sie kann einen digitalen Tiefpassfilter um fassen, der vor dem ersten Verzögerungselement angeordnet ist.
• Der Filter umfasst beispielsweise einen MUX, der von einem Detektor des Zustandswechsels des Signals gesteuert wird, wobei sich dieser Filter zwischen dem Ausgang der Rückschleifungsfunktion und dem Eingang der Verzögerungsleitung befindet.
• Der Detektor des Zustandswechsels des Signals umfasst ein „XOR".
• Der erste Eingang des „XOR" empfängt beispielsweise das Signal, das vom Ausgang des MUX stammt, und der zweite Eingang des „XOR" kann dieses selbe von der Verzögerungsleitung verzögerte Signal empfangen, wobei der Ausgang des „XOR" den MUX steuert.
• Die Erfindung betrifft auch eine binäre Zufallsquelle, umfassend mindestens eine physikalische Quelle, die ein oder mehrere der vorgenannten Merkmale aufweist, und mindestens einen digitalen Abtaster der realen Variablen, die von der physikalischen Quelle erzeugt wird.
• Der Abtaster umfasst beispielsweise drei Flip-Flops D, einen Umkehrer und ein exklusives „ODER".
• Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung bietet insbesondere die folgenden Vorteile:
• – Die chaotischen Oszillatoren gemäß der Erfindung weisen ein Signal auf, das sich möglichst einem weißen Rauschsignal annähert, das als das zufälligste aller Signale angesehen wird. Die chaotischen Oszillatoren weisen eine starke Abhängigkeit von den Ausgangsbedingungen und somit eine starke Empfindlichkeit für das elektronische Geräusch im Inneren der integrierten Schaltung, in der sie angeordnet sind, auf. Die Nichtreproduzierbarkeit der erzeugten Binärfolge wird begünstigt, sowie das Fehlen einer Kopplung der Eigenoszillationen dieser Oszillatoren mit der Taktgeberfrequenz des Abtastens.
• – Beim Abtasten wirken die Flip-Flops D wie Messinstrumente, die bei jedem Taktschlag einen Binärwert zurücksenden, der umso zufälliger ist, als das Ausgangssignal der Flip-Flops metastabil ist, wodurch die Nichtbestimmung und somit der Zufall hinzukommen.
• – Das asynchrone Eingangssignal der Flip-Flops D trägt dazu bei, dass das Ausgangssignal der Flip-Flops metastabil ist.
• – Der von den chaotischen Oszillatoren im Inneren der Komponenten eingenommene Platz ist geringer.
• – Die dynamischen Oszillatoren können nach Bedarf gestartet oder gestoppt werden, und tatsächlich verbrauchen die Komponenten wenig Energie.
• – Die binären Zufallsquellen liefern einen Zufall mit einer relativ hohen Durchgangsrate, die in jedem Fall für die kryptografischen Anwendungen ausreichend ist.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen besser aus der Studie eines Beispiels, das hinweisenden und keineswegs einschränkenden Charakter hat, und der beiliegenden Figuren hervor, wobei:
• 1 ein synchrones Funktionsschema einer digitalen Schaltung ist,
• 2 ein Strukturbeispiel eines dynamischen Oszillators ist,
• 3 das aus dem Oszillator der 4 kommende Signal darstellt,
• 4 ein Beispiel aus 2 mit einer affinen Rückschleifung ist,
• 5 ein Oszillator mit gefilterter affiner Rückschleifung ist,
• 6 eine Architektur eines digitalen Tiefpassfilters ist,
• 7 eine binäre Quelle ist, umfassend einen Oszillator, wie in 2 beschrieben,
• die 8, 9 und 10 drei Typen von Abtastern sind,
• 11 eine Struktur einer binären Quelle mit zwei identischen Oszillatoren ist,
• die 12 und 13 zwei binären Quellenstrukturen sind.
• Um das im Gegenstand der vorliegenden Erfindung eingesetzte Prinzip besser verständlich zu machen, betrifft das nachfolgende hinweisende und keineswegs einschränkende Beispiel eine binäre Zufallsquelle, umfassend einen oder mehrere dynamische Oszillatoren, die für das elektronische Funktionsgeräusch der Schaltung, in der sie angeordnet sind, empfindlich sind. Die dynamische Variable jedes Oszillators wird in regelmäßigen Zeitintervallen abgetastet, um nicht vorhersehbare und nicht reproduzierbare binäre Werte zu erzeugen.
• 1 zeigt die synchrone Funktion einer digitalen Schaltung. Eine digitale Schaltung ist von Elementen gebildet, die logische Berechnungen an binären Werten durchführen können (beispielsweise logische „ODER", „UND", „NICHT"). Diese binären Werte sind in der digitalen Schaltung durch konstante elektrische Signale dargestellt, die im Inneren der Schaltung die binären Zustände 0 oder 1 symbolisieren. Diese Stabilisierung ist dadurch gewährleistet, dass ein Flip-Flop gerufen wird, wobei es sich um eine besondere Verbindung von logischen Elementen handelt. Um die ordnungsgemäße Funktion der logischen Rechnung zu gewährleisten, ist es notwendig, die Gesamtheit der Bestandteile der Schaltung zu synchronisieren. Dies ist die Aufgabe des Taktgebers. Dieser letztgenannte taktet die Entwicklung des Systems. Tatsächlich ist jedes Flip-Flop in der Lage, bei jedem Taktzyklus einen binären Wert zu speichern. Dieser letztgenannte kann nun während dieses Zyklus für die logische Berechnung verwendet werden. Eine solche Vorrichtung ermöglicht es nicht, einen Zufall zu steuern.
• 2 stellt ein Strukturbeispiel eines erfindungsgemäßen dynamischen Oszillators dar. Er umfasst eine Verzögerungsleitung, umfassend ein oder mehrere Verzögerungselemente Ni und eine Rückschleifungsfunktion B ohne Fixpunkte.
• Diese Verzögerungsleitung ist beispielsweise in k Blöcke von Ni Verzögerungselementen unterteilt, wobei i zwischen 1 und k beträgt. Die Parameter des Oszillators können angepasst werden, damit die erzeugte Oszillation ein chaotisches Verhalten hat.
• 3 stellt das erhaltene Datagramm dar, wobei auf einem Oszilloskop die Entwicklung der Spannung eines asynchronen Oszillators gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt wird.
• 4 stellt ein besonderes Beispiel dar, bei dem die Rückschleifungsfunktion eine affine Funktion ist.
• Das erste Verzögerungselement jedes Blocks ist mit einem der Eingänge der affinen Rückschleifungsfunktion verbunden. Die affine Rückschleifungsfunktion muss die Bedingung des Fehlens von Fixpunkten, die nachstehend beschrieben ist, überprüfen.
• Für N = N₁ + N₂ + N₃ + ... N_k ist der allgemeine Ausdruck einer affinen Booleschen Funktion: f(e1, e2, ... . eN) = c0 + c1e1 + ... + cNeN (1)wobei die ci für i = 0, ... N fixierte binäre Koeffizienten sind, die die affine Funktion f auf einzigartige Weise bestimmen.
• Die linearen Funktionen sind ein Sonderfall von affinen Funktionen, die erhalten werden, wenn der Parameter c₀ ihres Ausdrucks auf 0 gesetzt wird, die Funktion f ist strikt affin, wenn der Parameter c₀ ihres Ausdrucks gleich 1 ist.
• Die beiden Punkte 0 = (0, ..., 0) und 1 = (1, ..., 1) sind die einzig möglichen Fixpunkte eines Versatzregisters. Damit der erste nicht ein Fixpunkt ist, muss die Rückschleifungsfunktion strikt affin sein, d.h. dass c₀ = 1. Damit der zweite kein Fixpunkt ist, muss der Wert der Funktion in diesem Punkt 0 sein. Dies gilt, sobald die Anzahl von Indizes größer 1, wie c₁ = 1, ungerade ist. In diesem Fall ist die Modulosumme 2 einer ungeraden Anzahl von 1 gleich 1. Dieses Ergebnis addiert zu c₀ = 1 ist nun gleich 0.
• Die Funktion mit ihrer Bedingung eines Fehlens von Fixpunkten kann in folgender Form ausgedrückt werden: f(e1, e2, ... . eN) = 1 + e1 + eN1+1 + ... + eN1+...+Nk–2+1 + eN1+...+Nk+1 und k ungerade (2)
• Diese Oszillatorstruktur ist besonders einfach, wobei sie es ermöglicht, sich von den stabilen Zuständen zu lösen.
• Nach einer Ausführungsart umfasst die physikalische Quelle oder der dynamische Oszillator einen Filter F, der dazu bestimmt ist, die Antwortzeit des chaotischen Signals zu verringern, um sie mit der Antwortzeit der Verzögerungselemente zusammenfallen zu lassen. Dies ermöglicht es insbesondere, sich von den Problemen der Denaturierung des Signals zu lösen, wenn dieses letztgenannte die Verzögerungselemente durchquert.
• Der Filter ist in jedem dynamischen Oszillator zwischen dem Ausgang der Rückschleifungsfunktion und dem Eingang der Leitung von Verzögerungselementen angeordnet, wie in 5 dargestellt. Das abgetastete Signal ist das am Ausgang der Rückschleifungsfunktion direkt vor dem Eingang des Filters vorhandene Signal.
• 6 zeigt schematisch ein Beispiel einer Architektur eines digitalen Tiefpassfilters Fpb. Er ist von einem MUX M (Multiplexer mit zwei binären Eingängen und einem Ausgang) gebildet, der von einem Detektor C eines Zustandswechsels des Signals gesteuert wird. Der Detektor einer Zustandsänderung des Signals ist von einem „XOR" mit dem Bezugszeichen XOR_F und einer Leitung von Verzögerungselementen Ti gebildet.
• Das Prinzip des digitalen Tiefpassfilters ist folgendes:
• – Das XORF erfasst einen Wechsel zwischen dem vom MUX kommenden Signal und diesem selben Signal, das von der Leitung von Verzögerungselementen verzögert wurde, und steuert folglich den MUX.
• – Wenn beide Signale gleich sind, lässt der MUX das an seinem Eingang 0 vorhandene Signal durch, d.h. das am Eingang des Filters vorhandene Signal.
• – Wenn diese beiden Signale unterschiedlich sind, lässt der MUX das
an seinem Eingang 1 vorhandene Signal durch, d.h. das am Ausgang des MUX vorhandene Signal.
• Folglich:
• – Solange kein Wechsel des Eingangssignals des Filters stattfindet, ist das am Ausgang des Filters vorhandene Signal das an seinem Eingang vorhandene Signal.
• – Wenn eine Wertänderung des Signals am Eingang des Filters stattfindet, wird diese Änderung an den Ausgang des Filters, an den Eingang 1 des MUX sowie an den Detektor eines Zustandswechsels des Signals weitergeleitet.
• – Das am Ausgang des Filters vorhandene Signal wird nun auf seinen neuen Wert über eine Dauer entsprechend der Verzögerungszeit der Leitung von Verzögerungselementen des Detektors eines Zustandswechsels des Signals stabilisiert, wonach der Detektor den MUX wieder auf 0 setzt, um das am Eingang des Filters vorhandene Signal wieder durchzulassen.
• Die Verwendung eines solchen Filters ist für die Komponenten mit einer sehr kurzen Antwortzeit nützlich.
• Die Anzahl von für die Verzögerungsleitung des Filters zu verwendenden Verzögerungselementen ist variabel und hängt von der verwendeten Komponente ab. Diese Anzahl wird ausreichend groß gewählt, damit das Signal im Wesentlichen beibehalten wird, wenn es die Leitung von Verzögerungselementen des Oszillators durchquert. Es wird auch derart gewählt, dass der Filter den chaotischen Charakter des oszillierenden Signals nicht denaturiert und den Oszillator in ein einfaches asynchrones Versatzregister umwandelt, was dazu führt, dass der zufällige Charakter des Abtastens denaturiert wird.
• 7 stellt schematisch die Struktur einer binären Quelle dar, umfassend einen dynamischen Oszillator, wie in den 2 bis 6 beschrieben, und einen Abtaster. Der Abtaster hat hauptsächlich die Aufgabe, bei jedem Taktschlag den tatsächlichen Wert der dynamischen Variablen eines Oszillators in einen binären Wert umzuformen. Der Abtaster ist von durch den Taktgeber synchronisierten logischen Elementen gebildet.
• In den in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung angeführten Beispielen bestehen die Abtaster in einer Zusammensetzung von Flip-Flops D, und die abgetastete Variable ist das Signal des Oszillators, das am Ausgang der Rückschleifungsfunktion genommen wird, d.h. das Signal, das wieder in die Leitung von Verzögerungselementen eingeleitet wird (siehe 4).
• 8 stellt schematisch ein erstes Beispiel eines Abtasters dar, der von einem Flip-Flop D gebildet ist. Die tatsächliche dynamische Variable, die vom dynamischen Oszillator erzeugt wird, wird vom Flip-Flop D abgetastet. Der Ausgang dieses Flip-Flops kann ferner metastabile Zustände aufweisen, die ab dem nachfolgenden Flip-Flop gelöst werden.
• Die übliche Funktion eines Flip-Flops ist folgende: bei jedem Taktschlag H speichert das Flip-Flop den an seinem Eingang vorhandenen binären Wert, wobei es an seinem Ausgang den beim vorhergehenden Taktschlag gespeicherten binären Wert anbietet. Dieser binäre Wert ist eine reale Variable. Bei jedem Taktschlag leitet das Flip-Flop von dieser realen Variablen einen binären Wert ab und speichert ihn. Bei dieser Funktionsweise wirkt das Flip-Flop wie ein Messinstrument.
• Nach dieser ersten Ausführungsart sind die statistischen Merkmale der Quelle von den Variationen der Funktionsfrequenz der Schaltung sowie von den Variationen der Raumtemperatur des Mediums, in dem die Schaltung funktioniert, unabhängig. Der Umweg auf die Gleichverteilung hängt linear von der Versorgungsspannung der Schaltung ab.
• Die 9 und 10 stellen zwei weitere Ausführungsarten von Abtastern dar.
• Der Abtaster umfasst drei Flip-Flops D₁, D₂, D₃, einen Umkehrer I und ein oder exklusives „XOR". In 9 ist der Umkehrer I zwischen zwei Flip-Flops D₂, D₃ angeordnet. In 10 ist der Umkehrer I vor den beiden Flip-Flops D₂, D₃ angeordnet. Diese Ausführungsart hat den Vorteil, dass sie für Variationen der äußeren Funktionsbedingungen unempfindlich sind.
• Der Ausgang solcher Abtaster kann metastabile Zustände aufweisen, die ab dem folgenden Flip-Flop gelöst werden.
• Die 11 bis 13 stellen schematisch Strukturen einer binären Zufallsquelle dar, umfassend zwei dynamische Oszillatoren. Diese Strukturen haben den Vorteil, dass sie binäre Quellen liefern, die für die Variationen der äußeren Funktionsbedingungen unempfindlich sind.
• In 11 besteht die binäre Quelle aus zwei identischen dynamischen Oszillatoren O₁, O₂. Der Ausgang S₁ des Oszillators O₁ ist an einen ersten Eingang E₁ eines „XOR" angeschlossen, und der Ausgang S₂ des zweiten Oszillators O₂ verläuft durch einen Umkehrer I, bevor er an einen weiteren Eingang E₁ des „XOR" angeschlossen wird. Der Ausgang des „XOR" wird dann durch ein Flip-Flop D abgetastet. Der Ausgang dieses Flip-Flops kann auch metastabile Zustände aufweisen, die in einem folgenden Flip-Flop gelöst werden.
• 12 stellt eine binäre Quelle dar, umfassend zwei identische Oszillatoren O₁, O₂. Der Ausgang S₁ eines der Oszillatoren O₁ wird durch einen Abtaster vom Typ jenes aus 10 abgetastet. Der Ausgang S₂ des anderen Oszillators O₂ verläuft durch einen Umkehrer I, bevor er durch einen Abtaster vom Typ jenes aus 10 abgetastet wird. Die Ausgänge der beiden Abtaster ECH₁, ECH₂ sind an zwei Eingänge eines „XOR" angeschlossen.
• Die in 13 beschriebene binäre Quelle ist von zwei unterschiedlichen Oszillatoren O₃, O₄ gebildet. Der Ausgang jedes Oszillators wird durch einen Abtaster ECH₃, ECH₄ vom Typ jenes aus 10 abgetastet. Die Ausgänge dieser beiden Abtaster sind an die Eingänge eines „XOR" angeschlossen.
• Der Ausgang des „XOR" in den Strukturen der 12 und 13 kann metastabile Zustände aufweisen, die ab dem folgenden Flip-Flop gelöst werden.
• Die verschiedenen oben dargestellten Ausführungsarten können auf den folgenden beiden Typen von Komponenten implementiert werden, wobei diese Beispiele hinweisenden und nicht einschränkenden Charakter haben.
• Die erste ist eine Altera FLEX EPF10K10LC84-4, die von der Firma Altera vertrieben wird. Bei dieser ersten Komponente sind die in den binären Quellen vorhandenen Verzögerungselemente der dynamischen Oszillatoren elementare Gatter, die als leer definiert sind. Dies ermöglicht es, das Signal zu verzögern, das durch das Gatter verläuft. Das Signal aus 3 entspricht dem erhaltenen Datagramm, wobei auf einem Oszilloskop die Spannung angezeigt wird, die sich im Inneren eines chaotischen Oszillators, der in ALTERA eingebaut ist, entwickelt. Das beobachtete Signal wird am Ausgang der Rückschleifungsfunktion genommen. Das Abtasten erfolgt bei der Frequenz von 10 MHz, wodurch es möglich ist, am Ausgang der binären Quelle eine Folge von Bits mit einer Rate zu 10 Mbits/s zu erhalten. Die Antwortzeit eines in dieser Komponente vorhandenen Oszillators ist gering gegenüber der Antwortzeit der Verzögerungselemente. Dies ermöglicht es dem chaotischen Signal, die Leitung von Verzögerungselementen zu durchqueren, ohne denaturiert zu werden.
• Die zweite ist eine ACTEL PROASIC A500K050 PQFP208. In dieser Komponente sind die in den binären Quellen vorhandenen Verzögerungselemente der dynamischen Oszillatoren Gatter „UND", einer deren Eingänge den Eingang des Verzögerungselements darstellt, und deren Ausgang den Ausgang des Verzögerungselements bildet. Der andere Eingang des Gatters „UND" ist während der gesamten Dauer der chaotischen Oszillation auf 1 gesetzt und kann, auch wenn es gewünscht wird, als Schalter für die Ingangsetzung der chaotischen Oszillation dienen. Dieser Typ von Element ist ausreichend, um das Signal, das durch das Gatter verläuft, zu verzögern. Der in 6 beschriebene Filter ermöglicht es insbesondere, die Antwortzeit eines in dieser Komponente vorhandenen Oszillators auszugleichen.
• Die Struktur der binären Zufallsquelle ist modular, d.h. dass mehrere identische oder unterschiedliche Oszillatoren mit mehreren Abtastern zusammenge setzt werden können, um eine neue Struktur der binären Zufallsquelle zu erhalten.
• Die binären Zufallsquellen gemäß der vorliegenden Erfindung können in Form einer Folge von Instruktionen in VHDL-Sprache vorhanden sein, die die chaotischen Oszillatoren und die diese Quellen bildenden Abtaster codiert. Diese binären Zufallsquellen sind somit direkt von den Konstrukteuren von Schaltungen verwendbar, um Generatoren von Zufallszahlen zu erzeugen, und zwar durch Einsetzen des VHDL-Codes der binären Quellen direkt in den VHDL-Code ihrer Schaltung. Dies ermöglicht ferner eine relative Portabilität von einer Komponente zur anderen, obwohl sicherzustellen ist, dass es keine Probleme mit der mit der Technologieabhängigkeit oder der Kompilationsabhängigkeit gibt.
• Die oben beschriebenen Zufallsquellen sind leicht in spezielle kryptografische Komponenten implementierbar, in denen die gesamte kryptografische Ausrüstung vorhanden ist: Zufallsgenerator, Pseudozufallsgenerator, Chiffrieralgorithmus, usw.

Claims (10)

1. Physikalische Quelle, die es erlaubt, Zufallsvariablen zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Blöcke enthält, die mindestens ein oder mehrere Verzögerungselemente (N₁, N₂, ... N_k) haben, die nicht von einem Taktgeber getaktet sind, eine Boolesche Rückschleifungsfunktion, die eine strikt affine Funktion mit einer ungeraden Anzahl von Eingängen ist, und dass das erste Verzögerungselement jedes Blocks mit einem der Eingänge der affinen Rückschleifungsfunktion verbunden ist.
2. Physikalische Quelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungselemente logische „UND" sind.
3. Physikalische Quelle nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens ein Filter (F) aufweist, das vor den Verzögerungselementen (Ni) angeordnet ist.
4. Physikalische Quelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein digitales Tiefpassfilter (Fpb) aufweist, das vor dem ersten Verzögerungselement angeordnet ist, wobei das Filter einen MUX (M) aufweist, der von einem Detektor (C) des Zustandswechsels des Signals gesteuert wird, wobei sich dieses Filter zwischen dem Ausgang der Rückschleifungsfunktion und dem Eingang der Verzögerungsleitung befindet.
5. Physikalische Quelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandswechseldetektor des Signals ein „XOR" enthält.
6. Physikalische Quelle nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang des „XOR" das Signal empfängt, das aus dem Ausgang des MUX stammt, und dass der zweite Eingang des „XOR" dieses gleiche Signal von der Verzögerungsleitung verzögert empfängt, wobei der Ausgang des „XOR" den MUX steuert.
7. Binäre Zufallsquelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine physikalische Quelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist und mindestens einen digitalen Abtaster der realen Variablen, die von der physikalischen Quelle erzeugt wird.
8. Binäre Zufallsquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtaster drei Flip-Flops D, einen Umkehrer und ein exklusives „ODER" aufweist.
9. Binäre Zufallsquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei identische physikalische Quellen aufweist.
10. Binäre Zufallsquelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei unterschiedliche physikalische Quellen aufweist.