JP3501042B2 - 確率発生器および乱数発生器 - Google Patents
確率発生器および乱数発生器Info
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- JP3501042B2 JP3501042B2 JP29843299A JP29843299A JP3501042B2 JP 3501042 B2 JP3501042 B2 JP 3501042B2 JP 29843299 A JP29843299 A JP 29843299A JP 29843299 A JP29843299 A JP 29843299A JP 3501042 B2 JP3501042 B2 JP 3501042B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放射性物質の放射
線やダイオードのホワイトノイズなどがランダムに発生
することに着眼し、これを利用して製造した確率発生器
および乱数発生器に関するものである。
線やダイオードのホワイトノイズなどがランダムに発生
することに着眼し、これを利用して製造した確率発生器
および乱数発生器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の確率発生器としては、例え
ば特許第２８０６７３６号公報に開示されているよう
に、放射性物質やダイオードからランダムに放出される
放射線やホワイトノイズをパルス化してパルス数を計数
し、このパルス数に基づいて確率値を生成するものが知
られている。
ば特許第２８０６７３６号公報に開示されているよう
に、放射性物質やダイオードからランダムに放出される
放射線やホワイトノイズをパルス化してパルス数を計数
し、このパルス数に基づいて確率値を生成するものが知
られている。
【０００３】放射性物質を用いた確率発生器には、人為
的な不正操作を予防してセキュリティーを高めたものが
あり、その方法は、一定時間かけてパルス総数を計り、
このパルス総数が通常の平均的な値からどれだけずれて
いるのかをみて、不正操作があったか否かを判断するも
のである。
的な不正操作を予防してセキュリティーを高めたものが
あり、その方法は、一定時間かけてパルス総数を計り、
このパルス総数が通常の平均的な値からどれだけずれて
いるのかをみて、不正操作があったか否かを判断するも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは次の
ような不都合があった。
ような不都合があった。
【０００５】第１に、ランダムパルス源はその性質変化
（劣化）や構造の変化、或いは第三者による不正操作に
よってパルス頻度が変わる恐れがあり、この場合には確
率発生器が誤った確率値を生成し続けてしまう等の危険
性がある。
（劣化）や構造の変化、或いは第三者による不正操作に
よってパルス頻度が変わる恐れがあり、この場合には確
率発生器が誤った確率値を生成し続けてしまう等の危険
性がある。
【０００６】例えば、ダイオードをランダムパルス源と
して用いた場合、ダイオードからのホワイトノイズは温
度依存性があるため、寒暖の差があると単位時間当たり
の平均パルス数も変化する。そして、この単位時間当た
りの平均パルス数が、すでに設定されている値からずれ
てくると、確率発生器は誤った確率値を生成することに
なる。
して用いた場合、ダイオードからのホワイトノイズは温
度依存性があるため、寒暖の差があると単位時間当たり
の平均パルス数も変化する。そして、この単位時間当た
りの平均パルス数が、すでに設定されている値からずれ
てくると、確率発生器は誤った確率値を生成することに
なる。
【０００７】また、放射性物質を用いた確率発生器にお
いては、確率値を算出する際に使用される単位時間当た
りの平均パルス数は出荷前に測定し、その値をずっと使
い続けるが、放射性物質から放出される放射線は時間と
ともに指数関数的に減少し、それに伴って単位時間当た
りの平均パルス数も減少するので、確率値は出荷時の設
定値からずれてしまう。そして、この確率値のずれが無
視できなくなると、確率発生器を破棄しなければなら
ず、確率発生器の寿命が短くなる。
いては、確率値を算出する際に使用される単位時間当た
りの平均パルス数は出荷前に測定し、その値をずっと使
い続けるが、放射性物質から放出される放射線は時間と
ともに指数関数的に減少し、それに伴って単位時間当た
りの平均パルス数も減少するので、確率値は出荷時の設
定値からずれてしまう。そして、この確率値のずれが無
視できなくなると、確率発生器を破棄しなければなら
ず、確率発生器の寿命が短くなる。
【０００８】第２に、不正検出の方法は、一定時間のパ
ルス総数が通常の平均的な値からずれない限り、不正を
検出できないので、もし平均的なパルス総数を維持しつ
つランダムでない人為的なパルスを送れるよう細工され
ると、不正検出が不可能となる。
ルス総数が通常の平均的な値からずれない限り、不正を
検出できないので、もし平均的なパルス総数を維持しつ
つランダムでない人為的なパルスを送れるよう細工され
ると、不正検出が不可能となる。
【０００９】これらのことは、確率発生器に限らず乱数
発生器についても同様である。
発生器についても同様である。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、ランダ
ムパルス源のパルス頻度の変化に伴う種々の不都合を回
避することができ、人為的なパルスを当てられるような
不正の有無を検出することが可能な確率発生器および乱
数発生器を提供することを目的とする。
ムパルス源のパルス頻度の変化に伴う種々の不都合を回
避することができ、人為的なパルスを当てられるような
不正の有無を検出することが可能な確率発生器および乱
数発生器を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のうち
確率発生器に係る発明は、ランダムパルスを放出するラ
ンダムパルス源（１０）と、所定のクロック周期（τ）
でクロックパルスを放出するクロックパルス発生器（１
１）とを有し、このクロックパルス発生器から送出され
るクロックパルスに基づいて前記ランダムパルス源から
放出されるランダムパルスのパルス総数を一定時間ごと
に計数して単位時間当たりの平均パルス数（ｎ）を算出
する測定手段（２、３）を設け、この測定手段が算出し
た単位時間当たりの平均パルス数に基づいて確率値
（Ｐ）を生成する確率生成手段（５）を設けた確率発生
器（１）において、前記測定手段が算出した単位時間当
たりの平均パルス数を逐次記憶するメモリ（９）を設
け、このメモリに記憶された単位時間当たりの平均パル
ス数が増減したときに、その増減を打ち消すように前記
クロックパルス発生器のクロック周期を変更するクロッ
ク補正手段（６）を設けて構成される。こうした構成を
採用することにより、ランダムパルス源の単位時間当た
りの平均パルス数が変化しても正しい確率値が得られる
ようになる。
確率発生器に係る発明は、ランダムパルスを放出するラ
ンダムパルス源（１０）と、所定のクロック周期（τ）
でクロックパルスを放出するクロックパルス発生器（１
１）とを有し、このクロックパルス発生器から送出され
るクロックパルスに基づいて前記ランダムパルス源から
放出されるランダムパルスのパルス総数を一定時間ごと
に計数して単位時間当たりの平均パルス数（ｎ）を算出
する測定手段（２、３）を設け、この測定手段が算出し
た単位時間当たりの平均パルス数に基づいて確率値
（Ｐ）を生成する確率生成手段（５）を設けた確率発生
器（１）において、前記測定手段が算出した単位時間当
たりの平均パルス数を逐次記憶するメモリ（９）を設
け、このメモリに記憶された単位時間当たりの平均パル
ス数が増減したときに、その増減を打ち消すように前記
クロックパルス発生器のクロック周期を変更するクロッ
ク補正手段（６）を設けて構成される。こうした構成を
採用することにより、ランダムパルス源の単位時間当た
りの平均パルス数が変化しても正しい確率値が得られる
ようになる。
【００１２】さらに、時間間隔（ｔ）を分割して複数個
の区間を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所
定の指数分布に従っているか否かを判定するパルス評価
手段（７）を設けて構成される。かかる構成により、ラ
ンダムパルス源（１０）からのパルスが常にランダムと
なっているか否かを容易に判別でき、したがって妥当な
確率値（Ｐ）となっているかを判別できるとともに、ラ
ンダムでない人為的なパルスを当てられるような不正が
あった場合には、これを検出することができるようにな
る。
の区間を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所
定の指数分布に従っているか否かを判定するパルス評価
手段（７）を設けて構成される。かかる構成により、ラ
ンダムパルス源（１０）からのパルスが常にランダムと
なっているか否かを容易に判別でき、したがって妥当な
確率値（Ｐ）となっているかを判別できるとともに、ラ
ンダムでない人為的なパルスを当てられるような不正が
あった場合には、これを検出することができるようにな
る。
【００１３】一方、本発明のうち乱数発生器に係る発明
は、ランダムパルスを放出するランダムパルス源（１
０）と、所定のクロック周期（τ）でクロックパルスを
放出するクロックパルス発生器（１１）とを有し、この
クロックパルス発生器から送出されるクロックパルスに
基づいて前記ランダムパルス源から放出されるランダム
パルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位時間
当たりの平均パルス数（ｎ）を算出する測定手段（２、
３）を設け、この測定手段が算出した単位時間当たりの
平均パルス数に基づいて乱数を生成する乱数生成手段を
設けた乱数発生器において、前記測定手段が算出した単
位時間当たりの平均パルス数を逐次記憶するメモリ
（９）を設け、このメモリに記憶された単位時間当たり
の平均パルス数が増減したときに、その増減を打ち消す
ように前記クロックパルス発生器のクロック周期を変更
するクロック補正手段（６）を設けて構成される。こう
した構成を採用することにより、ランダムパルス源の単
位時間当たりの平均パルス数が変化しても正しい乱数が
得られるようになる。
は、ランダムパルスを放出するランダムパルス源（１
０）と、所定のクロック周期（τ）でクロックパルスを
放出するクロックパルス発生器（１１）とを有し、この
クロックパルス発生器から送出されるクロックパルスに
基づいて前記ランダムパルス源から放出されるランダム
パルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位時間
当たりの平均パルス数（ｎ）を算出する測定手段（２、
３）を設け、この測定手段が算出した単位時間当たりの
平均パルス数に基づいて乱数を生成する乱数生成手段を
設けた乱数発生器において、前記測定手段が算出した単
位時間当たりの平均パルス数を逐次記憶するメモリ
（９）を設け、このメモリに記憶された単位時間当たり
の平均パルス数が増減したときに、その増減を打ち消す
ように前記クロックパルス発生器のクロック周期を変更
するクロック補正手段（６）を設けて構成される。こう
した構成を採用することにより、ランダムパルス源の単
位時間当たりの平均パルス数が変化しても正しい乱数が
得られるようになる。
【００１４】さらに、時間間隔（ｔ）を分割して複数個
の区間を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所
定の指数分布に従っているか否かを判定するパルス評価
手段（７）を設けて構成される。かかる構成により、ラ
ンダムパルス源（１０）からのパルスが常にランダムと
なっているか否かを容易に判別でき、したがって妥当な
乱数となっているかを判別できるとともに、ランダムで
ない人為的なパルスを当てられるような不正があった場
合には、これを検出することができるようになる。
の区間を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所
定の指数分布に従っているか否かを判定するパルス評価
手段（７）を設けて構成される。かかる構成により、ラ
ンダムパルス源（１０）からのパルスが常にランダムと
なっているか否かを容易に判別でき、したがって妥当な
乱数となっているかを判別できるとともに、ランダムで
ない人為的なパルスを当てられるような不正があった場
合には、これを検出することができるようになる。
【００１５】なお、括弧内の符号は図面において対応す
る要素を表す便宜的なものであり、したがって、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
る要素を表す便宜的なものであり、したがって、本発明
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。このこ
とは「特許請求の範囲」の欄についても同様である。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【００１７】図１は本発明に係る確率発生器の一実施形
態を示す制御ブロック図、図２はランダムパルス源とし
て放射性物質を用いた場合の確率発生過程を示す模式
図、図３はランダムパルス源としてダイオードを用いた
場合の確率発生過程を示す模式図、図４は時間間隔の第
１の分割方法を示す模式図、図５は時間間隔の第２の分
割方法を示す模式図、図６は時間間隔の第３の分割方法
を示す模式図である。
態を示す制御ブロック図、図２はランダムパルス源とし
て放射性物質を用いた場合の確率発生過程を示す模式
図、図３はランダムパルス源としてダイオードを用いた
場合の確率発生過程を示す模式図、図４は時間間隔の第
１の分割方法を示す模式図、図５は時間間隔の第２の分
割方法を示す模式図、図６は時間間隔の第３の分割方法
を示す模式図である。
【００１８】この確率発生器１は、図１に示すように、
主制御回路２を有しており、主制御回路２には測定回路
３、確率生成回路５、クロック補正回路６、パルス評価
回路７およびメモリ９が接続されている。さらに、測定
回路３にはランダムパルス源１０およびクロックパルス
発生器１１が接続されている。ここで、ランダムパルス
源１０はランダムパルスを放出するが、あるパルスが発
生してから次のパルスが発生するまでの時間間隔の分布
は指数分布となり、具体的には、放射線を放出する放射
性物質や、ホワイトノイズを放出するダイオードなどが
これに該当する。
主制御回路２を有しており、主制御回路２には測定回路
３、確率生成回路５、クロック補正回路６、パルス評価
回路７およびメモリ９が接続されている。さらに、測定
回路３にはランダムパルス源１０およびクロックパルス
発生器１１が接続されている。ここで、ランダムパルス
源１０はランダムパルスを放出するが、あるパルスが発
生してから次のパルスが発生するまでの時間間隔の分布
は指数分布となり、具体的には、放射線を放出する放射
性物質や、ホワイトノイズを放出するダイオードなどが
これに該当する。
【００１９】したがって、ランダムパルス源１０として
放射性物質を採用した確率発生器１は、図２に示すよう
に、この放射性物質からランダムに放出される放射線を
利用して、次に述べるとおり、確率値を発生させる。
放射性物質を採用した確率発生器１は、図２に示すよう
に、この放射性物質からランダムに放出される放射線を
利用して、次に述べるとおり、確率値を発生させる。
【００２０】まず、主制御回路２は測定回路３にパルス
計数を指令し、測定回路３はクロックパルス発生器１１
から次々と送出されるクロックパルスに基づき、放射性
物質から放出されるランダムパルスのパルス総数を一定
時間ごとに計数する。そして、主制御回路２は単位時間
当たりの平均パルス数ｎを算出し、パルス総数および平
均パルス数ｎをメモリ９に逐次書き込んでいくととも
に、この平均パルス数ｎをクロック補正回路６に出力す
る。これを受けてクロック補正回路６は、クロックパル
ス発生器１１のクロック補正の要否を判定し、必要な場
合はこれを実行した後、確率生成回路５は単位時間当た
りの平均パルス数ｎに基づいて確率値を生成する。
計数を指令し、測定回路３はクロックパルス発生器１１
から次々と送出されるクロックパルスに基づき、放射性
物質から放出されるランダムパルスのパルス総数を一定
時間ごとに計数する。そして、主制御回路２は単位時間
当たりの平均パルス数ｎを算出し、パルス総数および平
均パルス数ｎをメモリ９に逐次書き込んでいくととも
に、この平均パルス数ｎをクロック補正回路６に出力す
る。これを受けてクロック補正回路６は、クロックパル
ス発生器１１のクロック補正の要否を判定し、必要な場
合はこれを実行した後、確率生成回路５は単位時間当た
りの平均パルス数ｎに基づいて確率値を生成する。
【００２１】すなわち、放射性物質から放出される単位
時間当たりの平均パルス数ｎと、あるパルスが放出され
てから次のパルスが放出されるまでの時間間隔ｔと、そ
の時間間隔ｔでパルスが放出されるパルス数Ｎとの間に
は、数１に示す関係式が成り立ち、パルスの時間間隔ｔ
がｔ１以上でｔ２以下の値（ｔ１≦ｔ≦ｔ２）をとる確
率値Ｐは、数２に示すように表されることから、これら
ｔ１、ｔ２を指定することにより、確率値Ｐの設定を行
うことができる。なお、数１および数２に示す式中、ex
p は自然対数の底ｅのべき乗を表す。
時間当たりの平均パルス数ｎと、あるパルスが放出され
てから次のパルスが放出されるまでの時間間隔ｔと、そ
の時間間隔ｔでパルスが放出されるパルス数Ｎとの間に
は、数１に示す関係式が成り立ち、パルスの時間間隔ｔ
がｔ１以上でｔ２以下の値（ｔ１≦ｔ≦ｔ２）をとる確
率値Ｐは、数２に示すように表されることから、これら
ｔ１、ｔ２を指定することにより、確率値Ｐの設定を行
うことができる。なお、数１および数２に示す式中、ex
p は自然対数の底ｅのべき乗を表す。
【数１】Ｎ＝Ａ exp（−ｎｔ）
（ただし、Ａはｔに依存しない定数である。）
【数２】Ｐ＝ exp（−ｎｔ１）− exp（−ｎｔ２）
【００２２】このとき、数２から明らかなように、確率
値Ｐは単位時間当たりの平均パルス数ｎに依存するの
で、メモリ９から単位時間当たりの平均パルス数ｎを読
み出し、この単位時間当たりの平均パルス数ｎが変化し
たか否かを判定し、単位時間当たりの平均パルス数ｎが
変化した場合には、クロックパルス発生器１１のクロッ
ク補正を実行すべく、時間間隔ｔがクロック周期τとク
ロック数εとの積で表現できること（ｔ＝τε）を踏ま
えて、クロック周期τを単位時間当たりの平均パルス数
ｎに反比例させて変換する。つまり、単位時間当たりの
平均パルス数ｎがｎ’に変化したら、クロック周期τを
τ’＝（ｎ／ｎ’）τに変換する。すると、単位時間当
たりの平均パルス数ｎ（したがって、パルス頻度）が変
化しても、クロック数εを変えることなく同じ確率値Ｐ
を得ることができる。無論、単位時間当たりの平均パル
ス数ｎが変化していない場合は、クロックパルス発生器
１１のクロック補正を行う必要はない。
値Ｐは単位時間当たりの平均パルス数ｎに依存するの
で、メモリ９から単位時間当たりの平均パルス数ｎを読
み出し、この単位時間当たりの平均パルス数ｎが変化し
たか否かを判定し、単位時間当たりの平均パルス数ｎが
変化した場合には、クロックパルス発生器１１のクロッ
ク補正を実行すべく、時間間隔ｔがクロック周期τとク
ロック数εとの積で表現できること（ｔ＝τε）を踏ま
えて、クロック周期τを単位時間当たりの平均パルス数
ｎに反比例させて変換する。つまり、単位時間当たりの
平均パルス数ｎがｎ’に変化したら、クロック周期τを
τ’＝（ｎ／ｎ’）τに変換する。すると、単位時間当
たりの平均パルス数ｎ（したがって、パルス頻度）が変
化しても、クロック数εを変えることなく同じ確率値Ｐ
を得ることができる。無論、単位時間当たりの平均パル
ス数ｎが変化していない場合は、クロックパルス発生器
１１のクロック補正を行う必要はない。
【００２３】一方、パルス評価回路７は、こうして生成
される確率値が妥当なものであるか否かを判断する。そ
れには、図４や図５に示すように、時間間隔ｔを適当に
分割して複数個の区間を定め、各区間内に含まれるパル
ス数Ｓが、確率密度関数を用いて算出される計算値に合
致しているか否かを判定する。その結果、両者が合致し
ている場合には確率値が妥当であると判断し、逆に両者
が合致していない場合には確率値は妥当でないと判断す
る。なお、時間間隔ｔの分割の仕方は種々考えられ、例
えば図４に示すように、各区間内に期待されるパルス数
Ｓが均一になるように時間間隔ｔを分割してもよく、図
５に示すように、時間間隔ｔを均等に分割しても構わな
い。この際、時間間隔ｔの小さい区間ではパルスの数え
落としが発生しやすく、測定時間を超えるような大きな
時間間隔ｔでやってくるパルスは測定できず、そのよう
な時間間隔ｔを含む領域では理論値より測定値の方が少
なくなるので、図６に示すように、これらの区間（図６
中の斜線部分）を削除して判定を行うのが好ましい。
される確率値が妥当なものであるか否かを判断する。そ
れには、図４や図５に示すように、時間間隔ｔを適当に
分割して複数個の区間を定め、各区間内に含まれるパル
ス数Ｓが、確率密度関数を用いて算出される計算値に合
致しているか否かを判定する。その結果、両者が合致し
ている場合には確率値が妥当であると判断し、逆に両者
が合致していない場合には確率値は妥当でないと判断す
る。なお、時間間隔ｔの分割の仕方は種々考えられ、例
えば図４に示すように、各区間内に期待されるパルス数
Ｓが均一になるように時間間隔ｔを分割してもよく、図
５に示すように、時間間隔ｔを均等に分割しても構わな
い。この際、時間間隔ｔの小さい区間ではパルスの数え
落としが発生しやすく、測定時間を超えるような大きな
時間間隔ｔでやってくるパルスは測定できず、そのよう
な時間間隔ｔを含む領域では理論値より測定値の方が少
なくなるので、図６に示すように、これらの区間（図６
中の斜線部分）を削除して判定を行うのが好ましい。
【００２４】以上、ランダムパルス源１０として放射性
物質を採用した確率発生器１について説明したが、図３
に示すように、ランダムパルス源１０としてダイオード
を採用し、このダイオードのホワイトノイズを利用して
同様な確率発生器を構成することも可能である。
物質を採用した確率発生器１について説明したが、図３
に示すように、ランダムパルス源１０としてダイオード
を採用し、このダイオードのホワイトノイズを利用して
同様な確率発生器を構成することも可能である。
【００２５】なお、上述の実施形態においては確率発生
器１について説明したが、確率値Ｐを生成する確率生成
回路５の代わりに乱数を生成する乱数生成回路を採用す
ることにより、本発明を乱数発生器（図示せず）に適用
することもできる。
器１について説明したが、確率値Ｐを生成する確率生成
回路５の代わりに乱数を生成する乱数生成回路を採用す
ることにより、本発明を乱数発生器（図示せず）に適用
することもできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち確率
発生器に係る発明によれば、ランダムパルスを放出する
ランダムパルス源１０と、所定のクロック周期τでクロ
ックパルスを放出するクロックパルス発生器１１とを有
し、このクロックパルス発生器１１から送出されるクロ
ックパルスに基づいて前記ランダムパルス源１０から放
出されるランダムパルスのパルス総数を一定時間ごとに
計数して単位時間当たりの平均パルス数ｎを算出する測
定手段（主制御回路２、測定回路３など）を設け、この
測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数ｎに
基づいて確率値Ｐを生成する確率生成手段（確率生成回
路５など）を設けた確率発生器１において、前記測定手
段が算出した単位時間当たりの平均パルス数ｎを逐次記
憶するメモリ９を設け、このメモリ９に記憶された単位
時間当たりの平均パルス数ｎが増減したときに、その増
減を打ち消すように前記クロックパルス発生器１１のク
ロック周期τを変更するクロック補正手段（クロック補
正回路６など）を設けて構成したので、たとえランダム
パルス源１０の単位時間当たりの平均パルス数ｎが変化
しても同じ確率値Ｐが得られることから、ランダムパル
ス源１０のパルス頻度の変化に伴う種々の不都合を回避
することが可能な確率発生器１を提供することができ
る。
発生器に係る発明によれば、ランダムパルスを放出する
ランダムパルス源１０と、所定のクロック周期τでクロ
ックパルスを放出するクロックパルス発生器１１とを有
し、このクロックパルス発生器１１から送出されるクロ
ックパルスに基づいて前記ランダムパルス源１０から放
出されるランダムパルスのパルス総数を一定時間ごとに
計数して単位時間当たりの平均パルス数ｎを算出する測
定手段（主制御回路２、測定回路３など）を設け、この
測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数ｎに
基づいて確率値Ｐを生成する確率生成手段（確率生成回
路５など）を設けた確率発生器１において、前記測定手
段が算出した単位時間当たりの平均パルス数ｎを逐次記
憶するメモリ９を設け、このメモリ９に記憶された単位
時間当たりの平均パルス数ｎが増減したときに、その増
減を打ち消すように前記クロックパルス発生器１１のク
ロック周期τを変更するクロック補正手段（クロック補
正回路６など）を設けて構成したので、たとえランダム
パルス源１０の単位時間当たりの平均パルス数ｎが変化
しても同じ確率値Ｐが得られることから、ランダムパル
ス源１０のパルス頻度の変化に伴う種々の不都合を回避
することが可能な確率発生器１を提供することができ
る。
【００２７】さらに、時間間隔ｔを分割して複数個の区
間を定め、各区間内に含まれるパルス数Ｓが所定の指数
分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段（パ
ルス評価回路７など）を設けて構成したので、ランダム
パルス源１０からのパルスが常にランダムとなっている
か否かを容易に判別でき、したがって妥当な確率値Ｐと
なっているかを判別できるとともに、ランダムでない人
為的なパルスを当てられるような不正があった場合に
は、これを検出することができることから、人為的なパ
ルスを当てられるような不正の有無を検出することが可
能な信頼性の高い確率発生器１を提供することができ
る。
間を定め、各区間内に含まれるパルス数Ｓが所定の指数
分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段（パ
ルス評価回路７など）を設けて構成したので、ランダム
パルス源１０からのパルスが常にランダムとなっている
か否かを容易に判別でき、したがって妥当な確率値Ｐと
なっているかを判別できるとともに、ランダムでない人
為的なパルスを当てられるような不正があった場合に
は、これを検出することができることから、人為的なパ
ルスを当てられるような不正の有無を検出することが可
能な信頼性の高い確率発生器１を提供することができ
る。
【００２８】一方、本発明のうち乱数発生器に係る発明
によれば、ランダムパルスを放出するランダムパルス源
１０と、所定のクロック周期τでクロックパルスを放出
するクロックパルス発生器１１とを有し、このクロック
パルス発生器１１から送出されるクロックパルスに基づ
いて前記ランダムパルス源１０から放出されるランダム
パルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位時間
当たりの平均パルス数ｎを算出する測定手段（主制御回
路２、測定回路３など）を設け、この測定手段が算出し
た単位時間当たりの平均パルス数ｎに基づいて乱数を生
成する乱数生成手段（乱数生成回路など）を設けた乱数
発生器において、前記測定手段が算出した単位時間当た
りの平均パルス数ｎを逐次記憶するメモリ９を設け、こ
のメモリ９に記憶された単位時間当たりの平均パルス数
ｎが増減したときに、その増減を打ち消すように前記ク
ロックパルス発生器１１のクロック周期τを変更するク
ロック補正手段（クロック補正回路６など）を設けて構
成したので、たとえランダムパルス源１０の単位時間当
たりの平均パルス数ｎが変化しても正しい乱数が得られ
ることから、ランダムパルス源１０のパルス頻度の変化
に伴う種々の不都合を回避することが可能な乱数発生器
を提供することができる。
によれば、ランダムパルスを放出するランダムパルス源
１０と、所定のクロック周期τでクロックパルスを放出
するクロックパルス発生器１１とを有し、このクロック
パルス発生器１１から送出されるクロックパルスに基づ
いて前記ランダムパルス源１０から放出されるランダム
パルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位時間
当たりの平均パルス数ｎを算出する測定手段（主制御回
路２、測定回路３など）を設け、この測定手段が算出し
た単位時間当たりの平均パルス数ｎに基づいて乱数を生
成する乱数生成手段（乱数生成回路など）を設けた乱数
発生器において、前記測定手段が算出した単位時間当た
りの平均パルス数ｎを逐次記憶するメモリ９を設け、こ
のメモリ９に記憶された単位時間当たりの平均パルス数
ｎが増減したときに、その増減を打ち消すように前記ク
ロックパルス発生器１１のクロック周期τを変更するク
ロック補正手段（クロック補正回路６など）を設けて構
成したので、たとえランダムパルス源１０の単位時間当
たりの平均パルス数ｎが変化しても正しい乱数が得られ
ることから、ランダムパルス源１０のパルス頻度の変化
に伴う種々の不都合を回避することが可能な乱数発生器
を提供することができる。
【００２９】さらに、時間間隔ｔを分割して複数個の区
間を定め、各区間内に含まれるパルス数Ｓが所定の指数
分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段（パ
ルス評価回路７など）を設けて構成したので、ランダム
パルス源１０からのパルスが常にランダムとなっている
か否かを容易に判別でき、したがって妥当な乱数となっ
ているかを判別できるとともに、ランダムでない人為的
なパルスを当てられるような不正があった場合には、こ
れを検出することができることから、人為的なパルスを
当てられるような不正の有無を検出することが可能な信
頼性の高い乱数発生器を提供することができる。
間を定め、各区間内に含まれるパルス数Ｓが所定の指数
分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段（パ
ルス評価回路７など）を設けて構成したので、ランダム
パルス源１０からのパルスが常にランダムとなっている
か否かを容易に判別でき、したがって妥当な乱数となっ
ているかを判別できるとともに、ランダムでない人為的
なパルスを当てられるような不正があった場合には、こ
れを検出することができることから、人為的なパルスを
当てられるような不正の有無を検出することが可能な信
頼性の高い乱数発生器を提供することができる。
【図１】本発明に係る確率発生器の一実施形態を示す制
御ブロック図である。
御ブロック図である。
【図２】ランダムパルス源として放射性物質を用いた場
合の確率発生過程を示す模式図である。
合の確率発生過程を示す模式図である。
【図３】ランダムパルス源としてダイオードを用いた場
合の確率発生過程を示す模式図である。
合の確率発生過程を示す模式図である。
【図４】時間間隔の第１の分割方法を示す模式図であ
る。
る。
【図５】時間間隔の第２の分割方法を示す模式図であ
る。
る。
【図６】時間間隔の第３の分割方法を示す模式図であ
る。
る。
１……確率発生器
２……測定手段（主制御回路）
３……測定手段（測定回路）
５……確率生成手段（確率生成回路）
６……クロック補正手段（クロック補正回路）
７……パルス評価手段（パルス評価回路）
９……メモリ
１０……ランダムパルス源
１１……クロックパルス発生器
ｎ……単位時間当たりの平均パルス数
Ｐ……確率値
Ｓ……各区間内のパルス数
ｔ……時間間隔
ε……クロック数
τ……クロック周期
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−161473（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−162275（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−28899（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−291620（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−31724（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−85472（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G06F 7/58
Claims (4)
- 【請求項１】 ランダムパルスを放出するランダムパル
ス源（１０）と、所定のクロック周期（τ）でクロック
パルスを放出するクロックパルス発生器（１１）とを有
し、 このクロックパルス発生器から送出されるクロックパル
スに基づいて前記ランダムパルス源から放出されるラン
ダムパルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位
時間当たりの平均パルス数（ｎ）を算出する測定手段
（２、３）を設け、 この測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数
に基づいて確率値（Ｐ）を生成する確率生成手段（５）
を設けた確率発生器（１）において、 前記測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数
を逐次記憶するメモリ（９）を設け、 このメモリに記憶された単位時間当たりの平均パルス数
が増減したときに、その増減を打ち消すように前記クロ
ックパルス発生器のクロック周期を変更するクロック補
正手段（６）を設けたことを特徴とする確率発生器。 - 【請求項２】 時間間隔（ｔ）を分割して複数個の区間
を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所定の指
数分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段
（７）を設けたことを特徴とする請求項１に記載の確率
発生器。 - 【請求項３】 ランダムパルスを放出するランダムパル
ス源（１０）と、所定のクロック周期（τ）でクロック
パルスを放出するクロックパルス発生器（１１）とを有
し、 このクロックパルス発生器から送出されるクロックパル
スに基づいて前記ランダムパルス源から放出されるラン
ダムパルスのパルス総数を一定時間ごとに計数して単位
時間当たりの平均パルス数（ｎ）を算出する測定手段
（２、３）を設け、 この測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数
に基づいて乱数を生成する乱数生成手段を設けた乱数発
生器において、 前記測定手段が算出した単位時間当たりの平均パルス数
を逐次記憶するメモリ（９）を設け、 このメモリに記憶された単位時間当たりの平均パルス数
が増減したときに、その増減を打ち消すように前記クロ
ックパルス発生器のクロック周期を変更するクロック補
正手段（６）を設けたことを特徴とする乱数発生器。 - 【請求項４】 時間間隔（ｔ）を分割して複数個の区間
を定め、各区間内に含まれるパルス数（Ｓ）が所定の指
数分布に従っているか否かを判定するパルス評価手段
（７）を設けたことを特徴とする請求項３に記載の乱数
発生器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29843299A JP3501042B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 確率発生器および乱数発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29843299A JP3501042B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 確率発生器および乱数発生器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117757A JP2001117757A (ja) | 2001-04-27 |
| JP3501042B2 true JP3501042B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=17859641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29843299A Expired - Lifetime JP3501042B2 (ja) | 1999-10-20 | 1999-10-20 | 確率発生器および乱数発生器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501042B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11372623B2 (en) | 2019-04-09 | 2022-06-28 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Random number generating device and operating method of the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6691242B2 (ja) * | 2017-02-10 | 2020-04-28 | アルプスアルパイン株式会社 | 車両の転倒検出装置 |
-
1999
- 1999-10-20 JP JP29843299A patent/JP3501042B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11372623B2 (en) | 2019-04-09 | 2022-06-28 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Random number generating device and operating method of the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001117757A (ja) | 2001-04-27 |
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