FR2914076A1 - Generateur de signaux aleatoires et generateur de nombres aleatoires - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un générateur (100) de signaux aléatoires comprenant un circuit (110) de génération de bruit différentiel, un circuit (130) d'amplification et un amplificateur (150) à sortie unique. Le circuit (110) de génération de bruit différentiel comporte une paire de noeuds d'entrée et une paire de noeuds de sortie et est configuré pour recevoir des signaux de bruit à la paire de noeuds d'entrée et pour générer des signaux de bruit différentiel (NSa, NSb) à la paire de noeuds de sortie. Le circuit d'amplification (130) est configuré pour amplifier les signaux de bruit différentiel et l'amplificateur (150) à sortie unique est configuré pour générer un signal aléatoire (RS) sur la base des signaux différentiels amplifiés.Domaine d'application : sécurisation des communications de données, etc.

Description

L'invention concerne la génération de signaux aléatoires, et plus

particulièrement un générateur de signaux aléatoires, un générateur de nombres aléatoires comprenant le générateur de signaux aléatoires, et un procédé de génération d'un signal aléatoire. En général, des communications de données sécurisées, faisant appel à une carte à puce, par exemple, peuvent avoir besoin d'une clé cryptée pour la protection d'informations d'utilisateur. Des nombres aléatoires sont habituellement utilisés pour générer la clé cryptée. Un nombre aléatoire peut être classé en un nombre pseudo-aléatoire ou en un nombre aléatoire physique. Un nombre pseudo-aléatoire est généré artificiellement par des circuits logiques et des programmes de logiciel.

Par exemple, le nombre pseudo-aléatoire peut être généré en utilisant un crypto-algorithme de Rivest-Shamir-Adelman (RSA) et un cryptosystème de courbe elliptique. Cependant, le nombre pseudo-aléatoire a une séquence déterminée qu'un pirate informatique peut prévoir si une condition initiale du système de nombres pseudo-aléatoires est révélée. Un nombre aléatoire physique, également appelé nombre aléatoire vrai, peut être généré sur la base d'un phénomène physique qui existe dans le monde naturel. Le bruit thermique d'une résistance, le bruit de court-circuit d'une jonction PN d'un semi-conducteur et des ondes radioactives sont des exemples d'un tel phénomène physique. Etant donné que le phénomène physique ne peut pas être prédit, le nombre aléatoire physique est plus approprié pour protéger des informations privées. Cependant, l'intensité du bruit du phénomène physique sous-jacent sur lequel est basé le nombre aléatoire est habituellement faible et on a donc besoin d'une tension élevée pour convertir le bruit faible en un nombre aléatoire. De nombreuses difficultés apparaissent donc lorsqu'on tente d'appliquer un nombre aléatoire physique à un circuit hautement intégré (LSI), par exemple.

Un exemple d'un circuit de générateur de nombres aléatoires utilisant un bruit thermique est décrit dans le document de Holman et al., "An Integrated Analog/Digital Random Noise Source" ("Source de bruit aléatoire analogique/numérique intégrée) IEEE Transactions on circuits and systems : Fundamental theory and applications, Vol. 44, N 6 (juin 1977). Dans le circuit de générateur de nombres aléatoires, une résistance destinée à générer un bruit thermique est reliée aux deux côtés d'un amplificateur. De plus, le circuit de générateur de nombres aléatoires comprend une structure destinée à comparer un signal de sortie de l'amplificateur et une tension de référence. Etant donné que le circuit de générateur de nombres aléatoires utilise la résistance en tant que dispositif de rétroaction, l'impédance de sortie de l'amplificateur doit être très faible. Le circuit décrit de générateur de nombres aléatoires n'est donc pas approprié pour des processus utilisant des structures de type métaloxyde-semi-conducteur complémentaire (CMOS), par exemple, du fait des dimensions et de la consommation d'énergie accrues du circuit. Lorsque l'amplificateur d'un circuit de générateur de nombres aléatoires classique présente un décalage de tension, le fonctionnement de l'amplificateur s'écarte d'une région de saturation. On peut donc ne pas parvenir à un gain de tension suffisant. De plus, lorsqu'une tension de source et/ou une tension de masse appliquées au circuit de générateur de nombres aléatoires comprennent un bruit le caractère aléatoire des séquences générées peut être dégradé. Lorsqu'un régulateur à sortie à faible chute (LDO) est inclus pour stabiliser la tension d'alimentation en énergie, la structure du circuit du générateur de nombres aléatoire devient plus complexe. En outre, le régulateur LDO peut ne pas aborder de façon appropriée des problèmes associés au bruit dans la tension de masse.

Des exemples de formes de réalisation de l'invention proposent un générateur de signaux aléatoires qui peut avoir une structure auto-polarisée différentielle, et un générateur de nombres aléatoires comprenant le générateur de signaux aléatoires. Le générateur de nombres aléatoires peut comprendre un montage en boucle ouverte pour réduire une limitation d'impédances et une aptitude à fonctionner dans des régions de basse tension. De plus, des formes de réalisation de l'invention peuvent proposer un procédé de génération d'un nombre aléatoire qui est insensible au bruit et dont le caractère aléatoire est élevé. Le procédé peut être mis en œuvre avec une tension relativement basse et peut réduire les restrictions d'impédance. Dans une forme représentative de réalisation de l'invention, un générateur de signaux aléatoires comprend un circuit de génération de bruit différentiel, un circuit d'amplification et un amplificateur à sortie unique. Le circuit de génération de bruit différentiel comprend une paire de nœuds d'entrée et une paire de nœuds de sortie, et il est configuré de façon à recevoir des signaux de bruit à la paire de nœuds d'entrée et à générer des signaux de bruit différentiel à la paire de nœuds de sortie. Le circuit de génération de bruit différentiel est auto-polarisé par le fait que la paire de noeuds d'entrée est couplée à la paire de nœuds de sortie. Le circuit d'amplification est configuré pour amplifier les signaux de bruit différentiel délivrés en sortie du circuit de génération de bruit différentiel afin de générer des signaux différentiels amplifié. L'amplificateur à sortie unique est configuré pour générer un signal aléatoire basé sur les signaux différentiels amplifiés, le signal aléatoire ayant des instants de transition irréguliers.

Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre une paire de résistances auto-polarisées montée entre la paire de noeuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie. Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre en outre une paire de résistances de bruit et une paire de condensateurs montés en série entre la paire de nœuds d'entrée et une tension d'alimentation en énergie.

Dans diverses formes de réalisation, le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre une paire différentielle à structure métal-oxyde-semi-conducteur (MOS), une paire de résistances à auto-polarisation, une paire de résistances de bruit et une paire de condensateurs. La paire différentielle MOS peut être montée entre une première tension et une seconde tension, où des électrodes de grille de la paire différentielle MOS sont reliées à la paire de nœuds d'entrée et des électrodes de drain de la paire différentielle MOS sont reliées à la paire de nœuds de sortie. La paire de résistances à autopolarisation peut être montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de noeuds de sortie, et la paire de résistances de bruit peut être reliée à la paire de nœuds d'entrée. La paire de condensateurs peut être montée entre la paire de résistances de bruit et la seconde tension. Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre en outre une paire de résistances d'entrée montée entre la paire de noeuds d'entrée et les électrodes de grille de la paire différentielle MOS. Par exemple, la paire différentielle MOS peut comprendre une paire de résistances, une paire de transistors de type métal-oxyde-semi-conducteur à canal n (NMOS) et une source de courant. La paire de résistances peut être montée entre la première tension et la paire de nœuds de sortie, la première tension correspondant à une tension d'alimentation en énergie. La paire de transistors NMOS peut être montée entre la paire de nœuds de sortie et un noeud de source commune. La source de courant peut être montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la seconde tension correspondant à une tension de masse. En variante, la paire différentielle MOS peut comprendre une paire de résistances, une paire de transistors de type métal-oxyde-semi-conducteur à canal p (PMOS) et une source de courant. La paire de résistances peut être montée entre la première tension et la paire de noeuds de sortie, la première tension correspondant à une tension de masse. La paire de transistors PMOS peut être montée entre la paire de nœuds de sortie et un noeud de source commune. La source de courant peut être montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la seconde tension correspondant à une tension d'alimentation d'énergie. Le circuit d'amplification peut comprendre des amplificateurs différentiels montés en cascade. Chacun des amplificateurs différentiels peut comprendre une paire différentielle MOS et une paire de résistances à auto-polarisation. La paire différentielle MOS peut être montée entre une première tension et une seconde tension. Une paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS peut recevoir des signaux différentiels délivrés en sortie d'un étage précédent correspondant à l'un du circuit de génération de bruit différentiel ou d'un amplificateur différentiel précédent. Une paire de noeuds de sortie de la paire différentielle MOS peut délivrer en sortie des signaux différentiels amplifiés à un étage suivant correspondant à l'un d'un amplificateur différentiel suivant ou de l'amplificateur à sortie unique. La paire de résistances à auto-polarisation peut être montée entre la paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS et la paire de nœuds de sortie de la paire différentielle MOS.

La paire différentielle MOS peut comprendre une paire de résistances, une paire de transistors NMOS et une source de courant. La paire de résistances peut être montée entre la première tension et la paire de noeuds de sortie, la première tension correspondant à une tension d'alimentation en énergie. La paire de transistors NMOS peut être montée entre la paire de noeuds de sortie et un nœud de source commune. La source de courant peut être montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la seconde tension correspondant à une tension de masse.

Chacun des amplificateurs différentiels peut comprendre en outre une paire de condensateurs reliée à la paire de nœuds d'entrée. La paire de condensateurs peut être configurée pour supprimer une composante continue du signal différentiel reçu de l'étage précédent et pour fournir une composante alternative du signal différentiel à la paire de noeuds d'entrée de la paire différentielle MOS. Dans une autre forme de réalisation représentative de l'invention, un générateur de nombres aléatoires comprend un circuit de génération de bruit différentiel, un circuit d'amplification, un amplificateur à sortie unique, un échantillonneur et un processeur. Le circuit de génération de bruit différentiel comprend une paire de nœuds d'entrée et une paire de nœuds de sortie, et est configuré de façon à recevoir des signaux de bruit à la paire de noeuds d'entrée et à générer des signaux de bruit différentiel à la paire de nœuds de sortie. Le circuit de génération de bruit différentiel est auto-polarisé d'une manière telle que la paire de noeuds d'entrée est reliée à la paire de nœuds de sortie. Le circuit d'amplification est configuré pour amplifier les signaux de bruit différentiel afin de générer des signaux différentiels amplifiés. L'amplificateur à sortie unique est configuré pour générer un signal aléatoire basé sur les signaux différentiels amplifiés, le signal aléatoire ayant des instants de transition irréguliers. L'échantillonneur est configuré pour échantillonner le signal aléatoire afin de générer un flux de bits aléatoire. Le processeur est configuré pour traiter le flux de bits aléatoire afin de générer des nombres aléatoires. Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre une paire de résistances à auto-polarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de noeuds de sortie. Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre en outre une paire de résistances de bruit et une paire de condensateurs montée en série entre la paire de noeuds d'entrée et une tension d'alimentation en énergie.

Le circuit de génération de bruit différentiel peut comprendre une paire différentielle MOS, une paire de transistors à auto-polarisation, une résistance de bruit et une paire de condensateurs. La paire différentielle MOS peut être montée entre une première tension et une seconde tension, des électrodes de grille de la paire différentielle MOS étant reliées à la paire de noeuds d'entrée et des électrodes de drain de la paire différentielle MOS étant reliées à la paire de noeuds de sortie. La paire de résistances à auto-polarisation peut être montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie. La paire de résistances de bruit peut être reliée à la paire de nœuds d'entrée. La paire de condensateurs peut être montée entre la paire de résistances de bruit et la seconde tension. La paire différentielle MOS peut être l'une d'une paire différentielle NMOS ou d'une paire différentielle PMOS. Le circuit d'amplification peut comprendre des amplificateurs différentiels montés en cascade. Chacun des amplificateurs différentiels peut comprendre une paire différentielle MOS et une paire de résistances à auto-polarisation. La paire différentielle MOS peut être montée entre une première tension et une seconde tension. Une paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS peut recevoir des signaux différentiels provenant d'un étage précédent correspondant à l'un du circuit de génération de bruit différentiel ou d'un amplificateur différentiel précédent, et une paire de noeuds de sortie de la paire différentielle MOS peut délivrer en sortie des signaux différentiels amplifiés à un étage suivant correspondant à l'un d'un amplificateur différentiel suivant ou de l'amplificateur à sortie unique. La paire de résistances à auto-polarisation peut être montée entre la paire de noeuds d'entrée de la paire différentielle MOS et la paire de noeuds de sortie de la paire différentielle MOS. Chacun des amplificateurs différentiels peut comprendre en outre une paire de condensateurs reliée à la paire de nœuds d'entrée. La paire de condensateurs peut être configurée pour supprimer une composante continue du signal différentiel reçu de l'étage précédent, et pour fournir une composante alternative du signal différentiel à la paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS.

L'échantillonneur peut comprendre une bascule bistable. La bascule peut être configurée pour générer le flux de bits aléatoire basé sur le signal aléatoire et sur un signal d'horloge, le flux de bits aléatoire étant synchronisé avec des transitions du signal d'horloge.

Dans un procédé de génération d'un nombre aléatoire, selon des formes de réalisation représentatives de l'invention, un signal de bruit différentiel est généré à une paire de noeuds de sortie d'une paire différentielle MOS sur la base de signaux de bruit reçus à une paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS. La paire de noeuds d'entrée et la paire de noeuds de sortie sont reliées entre elles, afin que les nœuds d'entrée soient auto-polarisés. Des signaux différentiels amplifiés sont générés en amplifiant les signaux de bruit différentiel. Un signal aléatoire, ayant des instants de transition irréguliers, est généré sur la base du signal différentiel amplifié. Le nombre aléatoire est généré par un traitement du signal aléatoire. Pour générer le signal de bruit différentiel, une paire de résistances à auto-polarisation peut être montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de noeuds de sortie. Dans ce cas, une paire de résistances de bruit et une paire de condensateurs peuvent être reliées en série à la paire de noeuds d'entrée, et une tension continue est appliquée à la paire de condensateurs.

Dans l'amplification du signal de bruit différentiel, le signal de bruit différentiel peut être amplifié pas à pas, en utilisant des amplificateurs différentiels multiples montés en cascade. En outre, dans l'amplification pas à pas du signal de bruit différentiel, chacun des amplificateurs différentiels peut comprendre une résistance à auto-polarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie, et une composante continue du signal différentiel peut être supprimée pour fournir une composante alternative du signal différentiel à la paire de noeuds d'entrée de la paire différentielle MOS. La composante continue du signal différentiel peut être reçue d'un étage précédent, lequel peut correspondre au circuit de génération de bruit différentiel ou à l'amplificateur différentiel précédent. Dans le traitement du signal aléatoire, le signal aléatoire peut être échantillonné pour générer un flux de bits aléatoire. Le flux de bits aléatoire peut être traité pour générer le nombre aléatoire. En conséquence, selon des exemples de formes de réalisation de l'invention, un générateur de signaux aléatoires et un générateur de nombres aléatoires comprenant le générateur de signaux aléatoires peuvent générer des signaux aléatoires et des nombres aléatoires qui sont insensibles au bruit et sont d'un caractère aléatoire relativement élevé. L'invention sera décrite plus en détail en regard des 20 dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié illustrant un générateur de nombres aléatoires selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; 25 la figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié illustrant un générateur de signaux aléatoires selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 3 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un circuit de génération de bruit différentiel inclus dans le 30 générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 4 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un circuit d'amplification inclus dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon un exemple de 35 forme de réalisation de l'invention ; la figure 5 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un amplificateur différentiel inclus dans le circuit d'amplification de la figure 4, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 6 est un schéma de circuit équivalent de l'amplificateur différentiel de la figure 5 pour illustrer un gain de l'amplificateur différentiel, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 7 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un amplificateur à sortie unique inclus dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 8 est un diagramme illustrant des formes d'ondes exemples de signaux dans le générateurs de signaux aléatoires de la figure 2, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 9 est un diagramme illustrant la forme d'onde d'un exemple de signal de sortie par rapport à un bruit dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; la figure 10 est un schéma illustrant un exemple d'un échantillonneur inclus dans le générateur de nombres aléatoires de la figure 1, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention ; et la figure 11 est un diagramme des temps pour illustrer un exemple de fonctionnement de l'échantillonneur de la figure 10, selon un exemple de forme de réalisation de l'invention. On décrira maintenant de façon plus complète des formes de réalisation de l'invention en référence aux dessins d'accompagnement qui représentent des exemples de formes de réalisation de l'invention. Cependant, l'invention peut être matérialisée sous diverses formes différentes et n'entend pas être limitée uniquement aux formes de réalisation illustrées. Ces formes de réalisation sont plutôt proposées à titre d'exemples pour faire comprendre le concept de l'invention à l'homme du métier. En conséquence, des processus, éléments et techniques connus ne sont pas décrits pour certaines des formes de réalisation de l'invention. Les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner les mêmes éléments ou des éléments similaires sur tous les dessins et tout au long de la description. On comprendra que, bien que les termes premier, deuxième, etc. puissent être utilisés ici pour décrire divers éléments, ces éléments n'entendent pas être limités par ces termes. Ces termes sont utilisés pour distinguer un élément d'un autre élément. Par exemple, un premier élément pourrait être appelé deuxième élément et, similairement, un deuxième élément pourrait être appelé premier élément, sans sortir du cadre de l'invention. Le terme "et/ou", tel qu'utilisé ici englobe l'une quelconque et la totalité des combinaisons d'un ou plusieurs des éléments énumérés et associés. On comprendra que, lorsqu'un élément est décrit comme étant "connecté" ou "relié" à un autre élément, il peut être connecté ou relié directement à l'autre élément, ou bien des éléments intermédiaires peuvent être présents. En revanche, lorsqu'un élément est décrit comme étant "connecté directement" ou "relié directement" à un autre élément, il n'y pas d'élément intermédiaire présent. D'autres mots utilisés pour décrire la relation entre des éléments doivent être interprétés de la même manière (par exemple "entre" par rapport à "directement entre", "adjacent" par rapport à "directement adjacent", etc.). La terminologie utilisée ici a pour but de décrire des formes de réalisation particulières et n'entend pas limiter les formes de réalisation. Les formes singulières "un", "une", "le" et "la" entendent inclure les formes plurielles également, sauf si le contexte indique le contraire. On comprendra en outre que les termes "comporte", "comportant", "comprend" et/ou "comprenant", lorsqu'ils sont utilisés ici, indiquent la présence de détails, d'unités, d'étapes, d'opérations, d'éléments et/ou de composants indiqués, mais n'excluent pas la présence ou l'addition d'un ou plusieurs autres détails, unités, étapes, opérations, éléments, composants et/ou groupes de ceux-ci. Sauf indication contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés ici ont la même signification que celle comprise communément par l'homme du métier auquel l'invention appartient. On comprendra en outre que les termes, tels que ceux définis dans des dictionnaires d'usage commun, doivent être interprétés comme ayant des significations conformes à leur signification dans le contexte de la technique concernée et ne seront pas interprétés en un sens idéalisés ou excessivement formel, sauf comme défini expressément ici. La figure 1 est un schéma fonctionnel simplifié illustrant un générateur de nombres aléatoires selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 1, un générateur 10 de nombres aléatoires comprend un générateur 100 de signaux aléatoires, un échantillonneur 300 et un processeur 500. Le générateur 100 de signaux aléatoires génère des signaux de bruit différentiel en utilisant un amplificateur différentiel auto-polarisé. Le générateur 100 de signaux aléatoires amplifie les signaux de bruit différentiel et convertit les signaux de bruit différentiel amplifiés en un signal aléatoire RS en utilisant un amplificateur à sortie unique. Le signal aléatoire RS est un signal de sortie à mode unique, et a des temps de niveau logique haut et de niveau logique bas d'une durée irrégulière. L'échantillonneur 300 échantillonne le signal aléatoire RS généré par le générateur 100 de signaux aléatoires pour produire un flux de bits aléatoire RBS. Le processeur 500 génère un nombre aléatoire en traitant le flux de bits aléatoire RBS. La figure 2 est un schéma fonctionnel simplifié illustrant un générateur de signaux aléatoires selon une 35 forme de réalisation illustrative de l'invention.

En référence à la figure 2, le générateur 100 de signaux aléatoires comprend un circuit 110 de génération de bruit différentiel, un circuit d'amplification 130 et un amplificateur 150 à sortie unique.

Le circuit 110 de génération de bruit différentiel peut être auto-polarisé, d'une manière telle qu'une paire de nœuds d'entrée est reliée à une paire de noeuds de sortie. Des signaux de bruit sont appliqués à chacun des noeuds d'entrée, et des signaux de bruit différentiel NSa et NSb sont générés aux nœuds de sortie. Par exemple, le circuit 110 de génération de bruit différentiel peut être auto-polarisé par le montage d'une paire de transistors entre la paire de noeuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie. Le circuit 110 de génération de bruit différentiel peut comprendre en outre une paire de résistances de bruit et une paire de condensateurs montées en série entre la paire de nœuds d'entrée et une source de tension continue. Par exemple, dans le circuit de génération de bruit différentiel, une tension d'alimentation en énergie ou une tension de masse peut être une source de tension continue appliquée à la paire de résistances de bruit. La paire de résistances de bruit, agissant à la manière d'une source de bruit, génère un signal de bruit thermique aux nœuds d'entrée. Les condensateurs séparent la paire de résistances de bruit des nœuds d'entrée, et reçoivent la tension continue afin d'empêcher la dissipation d'un courant continu à la masse. Le circuit 130 d'amplification amplifie les signaux de bruit différentiel NSa et NSb et délivre en sortie des signaux différentiels amplifiés ASa et ASb. L'amplificateur 150 à sortie unique amplifie les signaux différentiels amplifiés ASa et ASb et délivre en sortie le signal aléatoire RS, qui a des instants de transition aléatoires, sur la base des signaux différentiels amplifiés ASa et ASb.

La figure 3 est un schéma de circuit illustrant un exemple du circuit de génération de bruit différentiel inclus dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 3, le circuit 110 de génération de bruit différentiel comprend une paire différentielle de type métal-oxyde-semi-conducteur (MOS) indiquée par RN1, RN2, MN1, MN2 et MN3, une paire de résistances à auto-polarisation RN3 et RN4, une paire de résistances de bruit RS1 et RS2, et une paire de condensateurs CS1 et CS2.

Comme illustré sur la figure 3, la paire différentielle MOS peut avoir une structure symétrique comprenant au moins une paire de transistors MOS MN1 et MN2 et une paire de résistances RN1 et RN2, polarisées en commun par une source de courant MN3. La paire différentielle MOS est montée entre une première tension et une seconde tension. Par exemple, la première tension peut être une tension d'alimentation en énergie VDD, et la seconde tension peut être une tension de masse VSS. Une paire de noeuds d'entrée NIa et NIb de la paire différentielle MOS et reliée aux électrodes de grilles des transistors MOS MN1 et MN2, respectivement. Une paire de noeuds de sortie NOa et NOb de la paire différentielle MOS est reliée aux électrodes de drain des transistors MOS MN1 et MN2, respectivement. La paire de nœuds d'entrée NIa et NIb de la paire différentielle MOS est reliée à la paire de noeuds de sortie NOa et NOb de la pairedifférentielle MOS par l'intermédiaire de la paire de résistances à auto-polarisation RN3 et RN4. La paire de résistances de bruit RS1 et RS2 est connectée à la paire de nœuds d'entrée NIa et NIb, et la paire de condensateurs CS1 et CS2 est montée entre la paire de résistances de bruit RS1 et RS2 et la seconde tension. La paire de résistances de bruit RS1 et RS2 fonctionne à la manière d'une source de bruit thermique et applique les signaux de bruit à la paire de noeuds d'entrée NIa et NIb Le bruit thermique est un type de bruit blanc. Selon la valeur de la résistance, le bruit thermique a une valeur arbitraire dans une bande de fréquence entière et est sensiblement aléatoire dans un domaine temporel. Bien que la paire de résistances de bruit RS1 et RS2 soit illustrée sous la forme d'une source de bruit thermique sur la figure 3, on comprendra que la source de bruit n'est pas limitée à une source de bruit thermique dans diverses autres formes de réalisation. Autrement dit, des signaux de bruit peuvent être appliqués à la paire de noeuds d'entrée NIa et NIb en utilisant des phénomènes physiques imprévisibles autres qu'un bruit thermique. La paire de condensateurs CS1 et CS2 empêche un courant continu de s'écouler à travers la paire de résistances de bruit RS1 et RS2 vers la masse et supprime un décalage de la tension de masse. Le circuit 110 de génération de bruit différentiel peut comprendre la paire de résistances RN5 et RN6 pour commander l'impédance et le gain d'entrée. La paire de résistances RN5 et RN6 est montée entre la paire de nœuds d'entrée NIa et NIb et les électrodes de grille des transistors MN1 et MN2.

L'exemple du circuit 110 de génération de bruit différentiel illustré sur la figure 3 est matérialisé en utilisant une paire différentielle de type métal-oxydesemi-conducteur à canal n (NMOS). La paire différentielle NMOS comprend des trajets formés par la paire de résistances RN1 et RN2 et la paire NMOS MN1 et MN2. La paire de résistances RN1 et RN2 est montée entre la tension d'alimentation en énergie VDD et la paire de nœuds de sortie NOa et NOb. La paire NMOS MN1 et MN2 est montée entre la paire de nœuds de sortie NOa et NOb et un nœud de source commune Nc2. Une source de courant MN3 est montée entre la tension de masse VSS et le nœud de source commune Nc2, et génère un courant de polarisation IBS. La paire de résistances RN3 et RN4 à autopolarisation est connectée entre la paire de nœuds d'entrée NIa et NIb et la paire de nœuds de sortie NOa et NOb. Une tension de sortie VOUT du nœud de sortie NOa dans la paire différentielle MOS symétrique peut être dérivée, par exemple, de l'équation 1 et de l'équation 2 ci-dessous. [Equation 1] : IBS 1 p Cox L ù ( VO UT - Vx - Vth) 2 2 2 n [Equation 2] : IBS•L 0,5 VOUT= + Vx + Vth = VDD - IBS . RN1 /1,CcexeW) 2 Dans les équations 1 et 2, /in désigne la mobilité des électrons, Cox désigne la capacité par aire unité d'un oxyde de grille dans le transistor MOS MN1, W/L désigne un rapport de forme (ou une taille), Vth désigne une tension de seuil et V, désigne une tension de source du transistor MOS MN1, c'est-à-dire la tension du noeud Nc2.

Conformément à une analyse de signaux grands, chaque courant de la paire de transistors RN1 et RN2 est identique au courant IBS/2, tel que représenté dans l'équation 1, et chaque tension de la paire de nœuds de sortie NOa et NOb est identique à la tension VOUT, tel que représenté dans l'équation 2. Cependant, la paire de résistances de bruit RS1 et RS2 connectée à la paire de nœuds d'entrée NIa et NIb génère le bruit thermique et les signaux de bruit différentiel NSa et NSb délivrés respectivement en sortie de la paire de noeuds de sortie NOa et NOb ont donc des niveaux de tensions aléatoires, par exemple comme illustré sur la figure 8. En fait, les autres résistances RN1 à RN6, montrées sur la figure 3, peuvent contribuer au bruit thermique en plus de la paire de résistances de bruit RS1 et RS2. Le bruit thermique engendré par chacune des résistances est combiné de façon non corrélée pour générer les signaux de bruit différentiel NSa et NSb.

Dans d'autres exemples de formes de réalisation de l'invention, le circuit 110 de génération de bruit différentiel peut être matérialisé par une paire différentielle de type métal-oxyde-semi-conducteur à canal p (PMOS) (non représentée). Dans ce cas, les transistors NMOS, MN1, MN2 et MN3 de la figure 3 sont remplacés par des transistors PMOS, et la tension d'alimentation en énergie VDD est permutée avec la tension de masse VSS. La paire différentielle PMOS comprend deux trajets formés par une paire de résistances (par exemple RN1, RN2) et la paire PMOS. La paire de résistances est montée entre la tension de masse VSS et la paire de nœuds de sortie (par exemple NOa et NOb). La paire PMOS est montée entre la paire de nœuds de sortie et un noeud de source commune (par exemple Nc2). La source de courant est connectée à la tension d'alimentation en énergie VDD et fournit le courant de polarisation.

En outre, la paire différentielle du circuit 110 de génération de bruit différentiel peut être matérialisée en utilisant des dispositifs autres que des transistors MOS, qui sont fonctionnellement similaires aux transistors MOS, tels que des transistors bipolaires à jonction (BJT), etc.

La figure 4 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un circuit d'amplification inclus dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 4, le circuit d'amplification 130 comprend des amplificateurs différentiels 131a, 13lb ... 131n montés en cascade. Les amplificateurs différentiels 131a, 131b et 131n en cascade délivrent en sortie des signaux différentiels amplifiés ASal, ASbl ; ASa2, ASb2 ; et ASa, ASb, respectivement, qui sont amplifiés consécutivement. En d'autres termes, le circuit d'amplification 130 amplifie des signaux de bruit différentiel d'entrée NSa et NSb par étapes consécutives et délivre en sortie les signaux différentiels amplifiés ASa et ASb. Chacun des amplificateurs différentiels en cascade 131a, 131b et 131n peut supprimer une composante continue du signal différentiel délivré en sortie d'un étage précédent (c'est-à-dire le circuit de génération de bruit différentiel ou l'amplificateur différentiel précédent). De plus, chacun des amplificateurs différentiels en cascade 131a, 131b et 131n peut fournir uniquement une composante alternative du signal différentiel à l'étage suivant (c'est-à-dire l'amplificateur à sortie unique 150 ou un amplificateur différentiel suivant). La figure 5 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un amplificateur différentiel inclus dans le circuit d'amplification de la figure 4, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 5, un amplificateur différentiel 131k comprend une paire différentielle MOS, comprenant RAI, RA2, MAI, MA2 et MA3, et une paire de résistances RA3 et RA4 à autopolarisation. La paire différentielle MOS RAI, RA2, MAI, MA2 et MA3 est montée entre la première tension et la seconde tension. La paire différentielle MOS reçoit des signaux différentiels ASa(k-l) et ASb(k-1) depuis un étage précédent par l'intermédiaire d'une paire de nœuds d'entrée Na et Nb, respectivement. La paire différentielle MOS délivre en sortie des signaux différentiels amplifiés ASa(k) et ASb(k) à l'étage suivant à travers une paire de nœuds de sortie NAa et NAb. La paire de résistances RA3 et RA4 à autopolarisation est montée entre la paire de nœuds d'entrée Na et Nb de la paire différentielle MOS et la paire de noeuds de sortie NAa et NAb de la paire différentielle MOS. L'amplificateur différentiel 131k, illustré sur la figure 5, fonctionne de façon à supprimer un décalage des signaux différentiels d'entrée ASa(k-l) et ASb(k-1), en plus de l'amplification des signaux différentiels ASa(k-1) et ASb(k-l). L'amplificateur différentiel 131k peut avoir un très faible décalage, car il est difficile d'obtenir des caractéristiques parfaitement identiques des résistances et des transistors formant une structure symétrique. Le décalage à amplificateur différentiel 131k peut amener un signal de sortie correspondant à s'incliner sur la tension d'alimentation en énergie VDD ou la tension de masse VSS, dégradant ainsi le caractère aléatoire du signal de sortie. Pour éviter une telle dégradation, l'amplificateur différentiel 131k peut comprendre en outre une paire de condensateurs Ca et Cb connectée à la paire de nœuds d'entrée Na et Nb. La paire de condensateurs Ca et Cb peut supprimer des composantes continues des signaux différentiels d'entrée ASa(k-l) et ASb(k-l) provenant de l'étage précédent et appliquer les composantes alternatives des signaux différentiels ASa(k-l) et ASb(k-l) à la paire de nœuds d'entrée Na et Nb, respectivement. La structure représentative de la figure 5 peut être appliquée à chacun des amplificateurs différentiels en cascade 131a, 131b et 131n. Les amplificateurs différentiels en cascade 131a, 131b et 131n exécutent de façon répétée les fonctions d'amplification et de suppression de décalage, et génèrent donc des signaux différentiels amplifiés ASa et ASb qui peuvent osciller complètement entre la tension d'alimentation en énergie VDD et la tension de masse VSS. La figure 6 est un schéma de circuit équivalent d'un amplificateur différentiel de la figure 5 pour illustrer le gain de l'amplificateur différentiel, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 6, les nœuds Nc3 et Nc4 de la figure 5 correspondent à une masse commune sur la figure 6. Un gain de tension de l'amplificateur différentiel 131k de la figure 5 peut être exprimé par le rapport d'une tension Va du nœud d'entrée Na et d'une tension VOUTa du nœud de sortie NAa. Le gain de tension VOUTa/Va de l'amplificateur différentiel 131k de la figure 5 est représenté par l'équation 3, ci-dessous. 5 IO 15 20 25 30 [Equation 3] : 1 VOUTa Va Dans l'équation 3, transistor MOS MAI. Le nombre d'amplificateurs différentiels inclus dans le circuit d'amplification 130 peut être modifié, par exemple en fonction du gain en tension des amplificateurs différentiels respectifs, tel que représenté par l'équation 3. La figure 7 est un schéma de circuit illustrant un exemple d'un amplificateur à sortie unique inclus dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 7, l'amplificateur 150 à sortie unique peut comprendre des paires PMOS Ml et M2, M3 et M4 dans des configurations en miroir de courant, une paire NMOS M8 et M9 dans une configuration en miroir de courant, une paire NMOS M5 et M6 qui reçoit des signaux différentiels amplifiés ASa et ASb à des électrodes de grille correspondantes et un transistor NMOS M7 qui fournit un courant de polarisation. On comprendra que la structure de l'amplificateur 150 à sortie unique n'est pas limitée à la structure illustrée sur la figure 7, et que la structure de l'amplificateur 150 à circuit unique peut être modifiée. Par exemple, une paire d'inverseurs de type métal-oxydesemi-conducteur complémentaires (CMOS) peut être ajoutée à une extrémité arrière de l'amplificateur à sortie unique. La figure 8 est un diagramme illustrant des formes d'ondes d'exemples de signaux dans un générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. La figure 8 illustre des résultats de simulation d'un signal positif NSa, d'une différence NSa-NSb entre le signal positif NSa et un signal négatif NSb, et d'un signal aléatoire RS, qui sont tous générés dans le circuit 110 de 20 _ RA3 1 1 RAI RA3 g, désigne la transconductance du génération de bruit différentiel de la figure 2. Seul le signal positif NSa des signaux différentiels NSa et NSb est illustré sur la figure 8. La différence NSa-NSb entre le signal positif et le signal négatif présente des transitions aléatoires entre divers niveaux compris entre -200 nV (nanovolts) et +200 nV. Les signaux NSa et NSb de bruit différentiel sont amplifiés par le circuit d'amplification 130 et le signal aléatoire RS est délivré en sortie de l'amplificateur 150 à sortie unique. Comme illustré sur la figure 8, le signal aléatoire RS présente des instants de transition irréguliers. La figure 9 est un diagramme illustrant une forme d'onde d'un exemple de signal de sortie par rapport à un bruit dans le générateur de signaux aléatoires de la figure 2, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. La figure 9 illustre un signal aléatoire RS1 délivré en sortie du générateur 100 de signaux aléatoires lorsque la tension d'alimentation en énergie VDD correspond à une onde sinusoïdale de 10 MHz ayant une tension crête-à-crête d'environ 100 mV (millivolts), centrée sur environ 1,5 V, et un signal aléatoire RS2 délivré en sortie du générateur 100 de signaux aléatoires lorsque la tension de masse VSS correspond à une onde sinusoïdale de 10 MHz ayant une tension crête-à-crête d'environ 100 mV centrée sur 0 V. Les ondes sinusoïdales sont appliquées pour un essai du cas où la tension d'alimentation en énergie et/ou la tension de masse contiennent un bruit. Conformément à la figure 9, bien que la tension d'alimentation en énergie VDD, ainsi que la tension de masse VSS, contiennent du bruit, le générateur 100 de signaux aléatoires peut générer le signal aléatoire (par exemple, RS1, RS2) qui est plus stable et moins sensible au bruit, ce qui peut être réalisé au moyen de la structure autopolarisée différentielle.

La figure 10 est un diagramme illustrant un exemple d'échantillonneur inclus dans le générateur de nombres aléatoires de la figure 1, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention.

En référence à la figure 10, l'échantillonneur 300 échantillonne le signal aléatoire RS délivré en sortie du générateur 100 de signaux aléatoires et génère un flux de bits aléatoire RBS. L'échantillonneur 300 peut être matérialisé par une bascule bistable, tel qu'illustré sur la figure 10. Un signal d'horloge CLK est appliqué à un nœud d'horloge CK, et le signal aléatoire RS est appliqué à un nœud D de données. La bascule reçoit le signal aléatoire RS et échantillonne le signal aléatoire RS, en synchronisme avec des transitions du signal d'horloge CLK, pour générer le flux de bits aléatoire RSB à un nœud de sortie Q. La transition du signal d'horloge CLK peut correspondre à un flanc montant et/ou un flanc descendant. La figure 11 est un diagramme des temps pour illustrer une opération effectuée par l'échantillonneur de la figure 10, selon une forme de réalisation illustrative de l'invention. En référence à la figure 11, le signal aléatoire RS oscille complètement entre un niveau logique haut "H" et un niveau logique bas "L", et les durées de chaque niveau sont irrégulières. La figure 11 illustre un exemple d'échantillonnage du signal aléatoire RS à un flanc montant du signal d'horloge CLK. Lorsque le signal aléatoire RS a le niveau logique bas "L" à un flanc montant du signal d'horloge CLK, le flux de bits aléatoire RSB conserve le niveau bas, c'est-à-dire une valeur binaire "0", jusqu'à un flanc montant suivant. Lorsque le signal aléatoire RS a le niveau logique haut "H" à un flanc montant du signal d'horloge CLK, le flux de bits aléatoires RSB conserve un niveau haut, c'est-à-dire une valeur binaire "1", jusqu'à un flanc montant suivant. En conséquence, les valeurs binaires "0" et "1" peuvent être déterminées de façon aléatoire à chaque cycle d'horloge. Le flux binaire aléatoire RSB peut être traité par le processeur 500 montré sur la figure 1 et peut être stocké dans un dispositif à mémoire (non représenté) en tant que nombre aléatoire, ou bien il peut être fourni à un dispositif extérieur. Le processeur 500 peut être un processeur numérique, par exemple mis en oeuvre par un programme pour le traitement de signaux numériques, et il peut comprendre le dispositif à mémoire pour le stockage du nombre aléatoire généré. Le générateur de signaux aléatoires et le générateur de nombres aléatoires selon les exemples de formes de réalisation de l'invention peuvent être matérialisés conformément à des structures similaires à celles des formes de réalisation décrites ici, sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, les amplificateurs peuvent être réalisés en utilisant des éléments autres que des transistors MOS, tels que des transistors bipolaires à jonction, qui sont fonctionnellement similaires aux transistors MOS. De la même manière, la source de bruit dans le circuit d'amplification différentielle n'est pas limitée à une source de bruit thermique. N'importe quelle source de bruit qui produit un signal de bruit irrégulier, par exemple basé sur des phénomènes physiques imprévisibles, peut remplacer la source de bruit thermique, sans sortir du cadre de l'invention. Suivant les caractéristiques du générateur de signaux aléatoires, le nombre d'amplificateurs différentiels inclus dans le circuit d'amplification, le nombre de condensateurs pour supprimer la composante continue des signaux différentiels, une structure symétrique de la paire différentielle MOS incluse dans le circuit de génération de bruit différentiel et l'amplificateur différentiel peuvent varier.

Comme mentionné ci-dessus, le générateur de signaux aléatoires et le générateur de nombres aléatoires, selon des exemples de formes de réalisation de l'invention, peuvent générer un signal aléatoire et des nombres aléatoires avec un caractère aléatoire relativement élevé et une insensibilité au bruit. De plus, le générateur de signaux aléatoires et le générateur de nombres aléatoires, selon des exemples de formes de réalisation de l'invention, peuvent atténuer la restriction des impédances et peuvent fonctionner dans une région de basse tension, et la consommation d'énergie peut donc être réduite. En outre, le générateur de signaux aléatoires et le générateur de nombres aléatoires, selon des exemples de formes de réalisation de l'invention, conviennent à un processus de type CMOS, et peuvent donc être fabriqués à bon marché. 11 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux générateurs décrits et représentés sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Générateur de signaux aléatoires, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit {110) de génération de bruit différentiel, comportant une paire de nœuds d'entrée (Nia, NIb) et une paire de nœuds de sortie (NOa, NOb) et configuré pour recevoir des signaux de bruit à la paire de nœuds d'entrée et pour générer des signaux de bruit différentiel à la paire de nœuds de sortie, le circuit de génération de bruit différentiel étant autopolarisé d'une manière telle que la paire de noeuds d'entrée est reliée à la paire de noeuds de sortie ; un circuit d'amplification (130) configuré pour amplifier les signaux de bruit différentiel délivrés en sortie du circuit de génération de bruit différentiel afin de générer des signaux différentiels amplifiés ; et un amplificateur (150) à sortie unique configuré pour générer un signal aléatoire basé sur les signaux différentiels amplifiés, le signal aléatoire ayant des instants de transition irréguliers.

2. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire de résistances (RN3, RN4) à autopolarisation montée entre la paire de noeuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie.

3. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire de résistances (RS1, RS2) de bruit et une paire de condensateurs (CS1, CS2) montés en série entre la paire de noeuds d'entrée et une tension (VDD) d'alimentation en énergie.

4. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire différentielle de type métal-oxyde-semi-conducteur (MOS) (RN1, RN2, MN1, MN2, MN3) montée entre une première tension (VDD) et une seconde tension (VSS), des électrodes de grille de la paire différentielle MOS étant reliées à la paire de noeuds d'entrée et des électrodes de drain de la paire différentielle MOS étant reliée à la paire de noeuds de sortie ; une paire de résistances (RN3, RN4) à autopolarisation montée entre la paire de noeuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie ; une paire de résistances (RS1, RS2) de bruit reliée à la paire de noeuds d'entrée ; et une paire de condensateurs (CS1, CS2) montée entre la paire de résistances de bruit et la seconde tension.

5. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire de résistances d'entrée (RN5, RN6) montée entre la paire de nœuds d'entrée et les électrodes de grille de la paire différentielle MOS.

6. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paire différentielle MOS comporte une paire de résistances (RN1, RN2) montée entre la première tension et la paire de nœuds de sortie, la première tension correspondant à une tension (VDD) d'alimentation en énergie ; une paire de transistors (MN1, MN2) de type métaloxyde-semi-conducteur à canal n (NMOS) montée entre la paire de noeuds de sortie et un noeud (Nc2) de source commune ; et une source commune (MN3) montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la seconde tension correspondant à une tension de masse (VSS).

7. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 4, caractérisé en ce que la paire différentielle MOS comporte une paire de résistances (RN1, RN2) montée entre la première tension et la paire de nœuds de sortie (NOa, NOb), la première tension correspondant à une tension de masse (VSS) ; une paire de transistors (MN1, MN2) de type métal-oxyde-semi-conducteur à canal p (PMOS) montée entre la paire de nœuds de sortie et un nœud (Nc2) de source commune ; et une source de tension (MN3) montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la secondetension correspondant à une tension (VDD) d'alimentation en énergie.

8. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'amplification comporte plusieurs amplificateurs différentiels (131a, 13lb ... 131n) montés en cascade.

9. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des amplificateurs différentiels comporte une paire différentielle MOS montée entre une première tension (VDD) et une seconde tension (VSS), une paire de noeuds d'entrée (Na, Nb) de la paire différentielle MOS recevant des signaux différentiels délivrés en sortie d'un étage précédent correspondant à l'un du circuit de génération de bruit différentiel ou d'un amplificateur différentiel précédent, et une paire de noeuds de sortie (NAa, NAb) de la paire différentielle MOS délivrée en sortie des signaux différentiels amplifiés à un étage suivant correspondant à l'un d'un amplificateur différentiel suivant ou de l'amplificateur à sortie unique ; et une paire de résistances (RA3, RA4) à autopolarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS et la paire de nœuds de sortie de la paire différentielle MOS.

10. Générateur de signaux aléatoires selon la revendication 9, dans lequel la paire différentielle MOS comporte une paire de résistances (RAI, RA2) montée entre la première tension et la paire de nœuds de sortie, la première tension correspondant à une tension (VDD) d'alimentation en énergie ; une paire de transistors NMOS (MAI, MA2) montée entre la paire de noeuds de sortie et un nœud (Nc4) de source commune ; et une source de courant (MA3) montée entre la seconde tension et le noeud de source commune, la seconde tension correspondant à une tension de masse.

11. Générateur de signaux aléatoires selon la 35 revendication 9, caractérisé en ce que chacun des amplificateurs différentiels comporte en outre une paire decondensateurs (Ca, Cb) reliée à la paire de nœuds d'entrée, la paire de condensateurs étant configurée de façon à supprimer une composante continue du signal différentiel reçu de l'étage précédent et à fournir une composante alternative du signal différentiel à la paire de noeuds d'entrée de la paire différentielle MOS.

12. Générateur de nombres aléatoires, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (110) de génération de bruit différentiel comportant une paire de noeuds d'entrée (NIa, NIb) et une paire de noeuds de sortie (NOa, NOb), le circuit de génération de bruit différentiel étant configuré pour recevoir des signaux de bruit à la paire de noeuds d'entrée et pour générer des signaux de bruit différentiel à la paire de nœuds de sortie, le circuit de génération de bruit différentiel étant polarisé d'une manière telle que la paire de noeuds d'entrée est reliée à la paire de nœuds de sortie ; un circuit d'amplification {130) configuré pour amplifier les signaux de bruit différentiel afin de générer des signaux différentiels amplifiés ; un amplificateur (150) à sortie unique configuré pour générer un signal aléatoire (RS) basé sur les signaux différentiels amplifiés, le signal aléatoire ayant des instants de transition irréguliers ; un échantillonneur (300) configuré pour échantillonner le signal aléatoire afin de générer un flux de bits aléatoire ; et un processeur (500) configuré pour traiter le flux de bits aléatoire afin de générer des nombres aléatoires.

13. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire de résistances (RN3, RN4) à autopolarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de noeuds de sortie.

14. Générateur de nombres aléatoires selon la 35 revendication 13, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte en outre une paire de résistances (RS1, RS2) de bruit et une paire de condensateurs (CS1, CS2) montées en série entre la paire de nœuds d'entrée et une tension d'alimentation en énergie (VDD).

15. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit de génération de bruit différentiel comporte une paire différentielle MOS (RN', RN2, MN1, MN2, MN3) entre une première tension (VDD) et une seconde tension (VSS), des électrodes de grille de la paire différentielle MOS étant reliées à la paire de noeuds d'entrée, et des électrodes de drain de la paire différentielle étant reliées à la paire d'électrodes de sortie ; une paire de résistances (RN3, RN4) à autopolarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée et la paire de nœuds de sortie ; une paire de résistances (RS1, RS2) de bruit reliée à la paire de noeuds d'entrée ; et une paire de condensateurs (CS1, CS2) montée entre la paire de résistances de bruit et la seconde tension.

16. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 15, caractérisé en ce que la paire différentielle MOS comporte l'une d'une paire différentielle NMOS et d'une paire différentielle PMOS.

17. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 12, caractérisé en ce que le circuit d'amplification comporte plusieurs amplificateurs différentiels (131a, 131b ... 131n) montés en cascade.

18. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 17, caractérisé en ce que chacun des amplificateurs différentiels comporte une paire différentielle MOS montée entre une première tension (VDD) et une seconde tension (VSS), une paire de noeuds d'entrée (Na, Nb) de la paire différentielle MOS recevant des signaux différentiels depuis un étage précédent correspondant à l'un du circuit de génération de bruit différentiel ou d'un amplificateur différentiel précédent, et une paire de nœuds de sortie (NAa, NAb) de la paire différentielle MOS délivre en sortie des signaux différentiels amplifiés à un étage suivantcorrespondant à l'un d'un amplificateur différentiel suivant ou de l'amplificateur à sortie unique ; et une paire de résistances (RA3, RA4) à autopolarisation montée entre la paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS et la paire de nœuds de sortie de la paire différentielle MOS.

19. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 18, caractérisé en ce que chacun des amplificateurs différentiels comporte en outre une paire de condensateurs (Ca, Cb) reliée à la paire de nœuds d'entrée, la paire de condensateurs étant configurée pour supprimer une composante continue du signal différentiel reçu de l'étage précédent et configurée pour fournir une composante alternative du signal différentiel à la paire de nœuds d'entrée de la paire différentielle MOS.

20. Générateur de nombres aléatoires selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'échantillonneur comporte une bascule configurée pour générer le flux de bits aléatoire (RSB) sur la base du signal aléatoire (RS) et d'un signal d'horloge (CLK), le flux de bits aléatoire étant synchronisé avec des transitions du signal d'horloge.