JPH06314188A - 乱数生成装置 - Google Patents

乱数生成装置

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JPH06314188A
JPH06314188A JP5102883A JP10288393A JPH06314188A JP H06314188 A JPH06314188 A JP H06314188A JP 5102883 A JP5102883 A JP 5102883A JP 10288393 A JP10288393 A JP 10288393A JP H06314188 A JPH06314188 A JP H06314188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
random number
conductor
shift register
digital
Prior art date
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Pending
Application number
JP5102883A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Tsuchiya
茂樹 土屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Corp
Original Assignee
N T T DATA TSUSHIN KK
NTT Data Communications Systems Corp
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Publication date
Application filed by N T T DATA TSUSHIN KK, NTT Data Communications Systems Corp filed Critical N T T DATA TSUSHIN KK
Priority to JP5102883A priority Critical patent/JPH06314188A/ja
Publication of JPH06314188A publication Critical patent/JPH06314188A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 導線に発生するノイズを利用して乱数を生成
する乱数生成装置に係り、特に全く規則性のない乱数を
任意に抽出することができる乱数生成装置を提供する。 【構成】 導線2に存在するノイズを帯域フィルタ3で
抽出し、A/D変換器4へ出力し乱数データとする。ク
ロック信号をA/D変換器4及びシフトレジスタ8へ出
力し、このクロック信号に同期してA/D変換器4から
ノイズレベルに対応したデジタルデータがシフトレジス
タ8に格納され、シフトレジスタ8にデジタルデータが
格納された時、CPU6がこのデータを読み出し、乱数
データとするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は乱数生成装置に係り、特
に導線にのるノイズを利用して乱数を生成する乱数生成
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、LAN(ローカルエリアネットワ
ークシステム)、WAN(ワイドエリアネットワークシ
ステム)等のコンピュータネットワークシステムの発達
により多くのエンドユーザが通信線で結ばれ、重要デー
タの保持等のセキュリティーの確保が重要になってい
る。また、ISDN通信や高速データ通信の発達によ
り、送受信間のデータのセキュリティーも重要である。
この為、データのアクセスにはIDやパスワード等が使
用され、また送受信機間(端末装置間)でのデータの授
受には暗号が使用されている。特に暗号については、例
えば一方の端末装置からデータを送る時、そのデータに
暗号である所謂鍵数字列を加算し、第三者には意味のわ
からない暗号データとして他方の端末装置へ送る。他方
の端末装置ではこの暗号データを所定の鍵データにより
復号化し、データを使用することで送受信データのセキ
ュリティーを確保している。
【0003】従来、上述のような暗号データを作成のた
めには乱数が使用されている。乱数は規則性のないラン
ダムな数であり、この乱数の生成は、ソフトウェア処理
で行っていた。例えば、現在時刻のデータなどを利用
し、乱数生成の為の簡単なプログラムを作成し、このプ
ログラムをコンピュータで実行することにより乱数の生
成処理を行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ようなソフトウェア処理により作成した乱数は、いわゆ
る疑似乱数とよばれるものであり、本来の乱数ではな
い。すなわち、人為的に作成したプログラムに基づいて
生成される乱数は一定の規則性を有するものである。し
たがって、初期値が既知である場合推測が可能であり、
逆にコンピュータ等で解析することによりそのプログラ
ムが解析され、暗号としての機能が充分果たせない。
【0005】本発明は、ソフトウェア処理を使用するこ
となく、乱数として全く規則性のないデータを生成し、
解読されることのない暗号を作成することを可能とした
乱数生成装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の乱数生成装置の
ひとつの構成例としては、導線と、該導線のノイズをデ
ジタルデータに変換するアナログ/デジタル変換手段
と、該アナログ/デジタル変換手段から出力されるデジ
タルデータを乱数データとする制御手段とから構成され
ている。
【0007】また、前記アナログ/デジタル変換手段へ
出力されるノイズは、フィルタ手段で前記導線のノイズ
が抽出されたものである。この構成により導線から本来
流れる信号成分を除いたノイズ成分のみを抽出できる。
【0008】さらに、前記制御手段は、前記アナログ/
デジタル変換手段からデジタルデータを読み出すタイミ
ングを出力するクロック信号を作成する為のクロック信
号発生手段と、このクロック信号の出力タイミングに同
期して出力される前記アナログ/デジタル変換手段から
のデジタルデータをクロック信号が出力される度に格納
するシフトレジスタと、該シフトレジスタに格納された
データを乱数として読み出す読み出し制御手段とで構成
されている。尚、前記シフトレジスタは、例えばNビッ
トのデータを格納し、このNビットのデータを出力する
ことによりNビットの乱数データを得ることができる。
【0009】
【作用】本発明は、アナログ/デジタル変換手段によ
り、導線にのるノイズをデジタルデータに変換し、この
データを利用して規則性のない乱数を生成するものであ
り、従来の疑似乱数に比べ乱数としての機能を拡大する
ことができる。
【0010】また、アナログ/デジタル変換手段のサン
プリング周波数を換え、又はシフトレジスタに格納する
Nビットのデータのビット数を増すことにより、極めて
ランダム性の高い乱数を得ることができ、解読されるこ
とのない暗号の作成が可能となる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図1は本実施例の乱数生成装置の
システムブロック図である。尚、本実施例の乱数生成装
置はSMD(セイフティーモデム)に適用するものであ
る。同図において、乱数生成装置1は導線2に接続され
た帯域フィルタ3と、アナログ/デジタル変換器(以下
A/D変換器で示す)4と、制御部5で構成されてい
る。また、制御部5はCPU6、クロック発生部7、シ
フトレジスタ8で構成されている。
【0012】導線2は端末装置に入力するラインや、装
置内の通信回線、回路基板のパターン線などの信号線で
あり、この導線2には所定の信号が流れる。また、この
信号には各種のノイズ(雑音)がのっている。例えば、
導線2が端末装置の入力ラインであれば外部の各種ノイ
ズを含んでおり、また導線1が装置内の通信回線、回路
基板のパターン線などの信号線であれば、装置内の発振
素子の発信信号や、電源回路から発せられる電磁波によ
るノイズなどが含まれている。また、回路基板の接地線
(アース)の配線方法によっても導線2が影響を受け、
導線2にノイズがのる(発生する)。
【0013】帯域フィルタ3は導線2に流れる本来の信
号と、導線2に発生する上述の各種ノイズを分離するも
のであり、導線2からノイズ成分のみを抽出する回路で
ある。この帯域フィルタ3としては、例えば導線2にM
Hzオーダの所定信号が流れる時、数百Hz〜kHzオーダの
ノイズ(雑音)を抽出する。
【0014】A/D変換器4には、帯域フィルタ3を通
過したノイズ成分(アナログ信号)が入力し、入力する
アナログ信号のレベル(振幅)に対応するレベルのデジ
タル信号に変換する。例えば、このA/D変換器4とし
て、入力するアナログ信号を「0」、「1」の2階調の
振幅レベルでデジタル変換すると、「0」、又は「1」
の2値のデジタルデータを得ることができる。尚、この
A/D変換はクロック発生部7から出力されるクロック
信号に同期して行われる。
【0015】このようにして得られたデジタルデータ
は、A/D変換器4からシフトレジスタ8へ出力され
る。シフトレジスタ8は8ビット構成の所謂シリアルイ
ン/パラレルアウト形のレジスタであり、A/D変換器
4から出力されるデジタルデータを8ビット保持する。
また、このデジタルデータのシフトもクロック発生部7
から出力されるクロック信号に同期して行われる。
【0016】一方、CPU6は本実施例の乱数生成装置
1のシステム制御を行う中央処理部であり、クロック発
生部7へ制御信号を出力する。クロック発生部7はCP
U6の制御信号に基づき、A/D変換器4及びシフトレ
ジスタ8へ8回のクロック信号を出力すると供に、8回
のクロック信号の出力が終了すると、出力終了信号をC
PU6へ出力する。尚、CPU6には上述の出力終了信
号と共に、シフトレジスタ8から8ビットのパラレルデ
ータが入力し、このデータを乱数データとして使用す
る。
【0017】次に、上述の構成の乱数生成装置1におい
て、以下に乱数生成動作を説明する。先ず、導線2にの
っている各種ノイズは帯域フィルタ3へ出力され、帯域
フィルタ3により導線2に流れる本来の信号からノイズ
成分が抽出される。そして、このノイズ成分であるアナ
ログ信号は、A/D変換器4へ出力される。このように
A/D変換器4に帯域フィルタ3を介して導線2に含ま
れるノイズが供給されている状態において、CPU6が
図2に示すシーケンス図に示す如くクロック発生指示を
クロック発生部7へ出力すると、クロック発生部7は図
3に示すフローチャートに従って乱数生成処理を実行す
る。
【0018】この乱数生成処理は、先ずクロック発生部
7がA/D変換器4及びシフトレジスタ8へクロック信
号を出力する処理から開始される(ステップ(以下ST
という)1)。A/D変換器4はクロック信号が入力す
ると、前述の如く帯域フィルタ3から供給されるアナロ
グ信号(ノイズ成分)をデジタルデータに変換する。こ
の変換処理は、アナログ信号がある基準レベル(シュレ
ッショルドレベル)より小さい時データ「0」を出力
し、アナログ信号が基準レベルより大きい時データ
「1」を出力する。そして、このデジタルデータはシフ
トレジスタ8に格納される(ST2)。例えば、最初の
A/D変換処理の出力が「1」であれば、データ「1」
がA/D変換器4から出力され、シフトレジスタ8にデ
ータ「1」が格納される。
【0019】次に、クロック信号が8回出力されたか判
断し(ST3)、上述の処理では未だ8回のクロック信
号が出力されていない為(ST3がNo (ノー))、処
理(ST1)に戻って2回目のクロック信号をA/D変
換器4及びシフトレジスタ8へ出力する。A/D変換器
4は2回目のクロック信号が入力すると、上述と同様帯
域フィルタ3からその時出力されたアナログ信号をデジ
タルデータに変換し、シフトレジスタ8に出力する。例
えば、この時A/D変換器4から出力されたデータが
「0」であれば、シフトレジスタ8にデータ「0」が格
納される(ST2)。
【0020】以下同様にクロック発生部7からクロック
信号が8回出力され、シフトレジスタ8に8ビットのデ
ータが格納されるまで上述の処理を繰り返す(ST3が
No→ST1→ST2→ST3)。この処理中、A/D
変換器4へ出力されるアナログ信号は導線2に含まれる
ノイズ成分であり、導線2にのっているノイズは時々刻
々そのレベルが変化している為、クロック信号の出力タ
イミング毎に異なったレベルのアナログ信号がA/D変
換器4へ出力され、従ってシフトレジスタ8にはランダ
ムなデータが8ビット分格納される。
【0021】上述のようにして8ビットのデータがシフ
トレジスタ8に格納されると(ST3がYes(イエ
ス))、乱数生成処理が終了し、図2に示す如く処理が
終了したことを示す終了通知をCPU6へ出力する。C
PU6はこの終了通知を受信すると、シフトレジスタ8
に格納されている8ビットのデータの読み込み処理を実
行する。このデータの読み込み処理は、シフトレジスタ
8から8ビットのデータをパラレルに読み出すものであ
る。シフトレジスタ8に格納された8ビットのデータ
は、上述のようにランダムな「0」、又は「1」のデー
タであり、CPU6はこの8ビットのデータを読み込む
ことにより、乱数データとして使用することができる。
例えば、前述のSMD(セイフティーモデム)がデータ
を送信する際に、上述の処理により得られた乱数を使用
することにより暗号データを作成することができる。
【0022】尚、上述の実施例では、A/D変換器2と
して、入力するアナログ信号を「0」、「1」の2階調
の振幅レベルでデジタル変換する構成としたが、N階調
のレベルでデジタル変換すれば、N値のデジタルデータ
を得ることができ、さらに複雑な乱数データを得ること
ができる。尚、この場合にはシフトレジスタとしてN×
8ビット構成のレジスタが必要となる。
【0023】また、本実施例では、1つの乱数の作成に
クロック信号を8回発生させる構成としたが、8回に限
定されるものではないことは勿論である。
【0024】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば導線に発生する各種ノイズをアナログ/デジタル変
換し、そのデジタルデータを乱数として利用するのでラ
ンダムな乱数データを得ることができる。
【0025】また、本発明によれば乱数の作成が容易で
あり、極めて簡単に乱数生成装置が構成できる。さら
に、本発明の乱数生成装置により生成した乱数を暗号デ
ータの作成に使用することにより、解読されることのな
い暗号データを作成でき、コンピュータシステムや、I
SDNデータ通信、高速データ通信等の通信システムに
使用する送受信データの安全を確実に確保でき、セキュ
リティー性の優れたシステムを開発できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例の乱数生成装置のシステムブロック図
である。
【図2】一実施例の乱数生成装置の動作を説明するシー
ケンス図である。
【図3】一実施例の乱数生成装置の動作を説明するフロ
ーチャートである。
【符号の説明】
1 乱数生成装置 2 導線 3 帯域フィルタ 4 A/D変換器 5 制御部 6 CPU 7 クロック発生部 8 シフトレジスタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導線と、該導線のノイズをデジタルデー
    タに変換するアナログ/デジタル変換手段と、該アナロ
    グ/デジタル変換手段から出力されるデジタルデータを
    乱数データとする制御手段とを有することを特徴とする
    乱数生成装置。
  2. 【請求項2】 前記アナログ/デジタル変換手段へ出力
    されるノイズは、フィルタ手段で前記導線のノイズが抽
    出されたものであることを特徴とする請求項1記載の乱
    数生成装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記アナログ/デジタ
    ル変換手段からデジタルデータを読み出すクロック信号
    発生手段と、前記アナログ/デジタル変換手段から読み
    出されたデータをNビット格納するシフトレジスタと、
    該シフトレジスタに格納されたデータを乱数として読み
    出す読み出し制御手段とを有することを特徴とする請求
    項1記載の乱数生成装置。
JP5102883A 1993-04-28 1993-04-28 乱数生成装置 Pending JPH06314188A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5102883A JPH06314188A (ja) 1993-04-28 1993-04-28 乱数生成装置

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JP5102883A JPH06314188A (ja) 1993-04-28 1993-04-28 乱数生成装置

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JPH06314188A true JPH06314188A (ja) 1994-11-08

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ID=14339273

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JP5102883A Pending JPH06314188A (ja) 1993-04-28 1993-04-28 乱数生成装置

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JP (1) JPH06314188A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002152193A (ja) * 2000-11-15 2002-05-24 Sony Corp 暗号化装置、通信装置、情報再生装置及びそれらの方法
US8260835B2 (en) 2003-06-24 2012-09-04 Renesas Electronics Corporation Random number generator with ring oscillation circuit
JP2014102768A (ja) * 2012-11-21 2014-06-05 Toshiba Corp 乱数生成回路

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19981215