WO2005114386A1 - 乱数取出し方法及びこれを用いた乱数生成装置 - Google Patents

乱数取出し方法及びこれを用いた乱数生成装置 Download PDF

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Takeshi Saito
Original Assignee
Leisure Electronics Technology Co., Ltd.
Institute For Advanced Studies Co., Ltd.
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/58—Random or pseudo-random number generators
    • G06F7/588—Random number generators, i.e. based on natural stochastic processes

Definitions

  • the present invention relates to a random number extracting method for extracting a physical random number, and a random number generating device using the method.
  • thermal noise generating element As one method of extracting a physical random number based on a natural phenomenon, a method of using a semiconductor such as a resistor or a diode or a conductor as a thermal noise generating element is known. Since the thermal noise generated in these thermal noise generating elements is random in both frequency and amplitude, physical random numbers can be extracted based on the thermal noise.
  • Various random number generators using such a thermal noise generating element are disclosed in many documents. In the random number generator, it is required to increase the uniformity of the frequency of each obtained value (the quality as a L number) and to generate random numbers at high speed.
  • the most common method of generating a physical random number using a thermal noise generating element is to amplify and sample the thermal noise output from the thermal noise generating element at a certain instant, and compare the value with a certain threshold.
  • This is a method of extracting random numbers.
  • the amplified thermal noise output from the thermal noise generating element is sampled at regular intervals, and a rule is set to ⁇ 1 '' if the sampled value exceeds a certain threshold and ⁇ 0 '' otherwise.
  • Another method of generating a physical random number using a thermal noise generating element is to measure a time interval until a thermal noise force that is generated randomly exceeds a certain threshold value and the force next exceeds the threshold value.
  • a thermal noise force that is generated randomly exceeds a certain threshold value and the force next exceeds the threshold value.
  • An example of a random number generation device according to this method is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-134422.
  • a circuit is configured to amplify the thermal noise output from the thermal noise generating element and generate a square pulse that rises at the moment when the waveform exceeds a certain threshold.
  • Circuit for generating a clock having a frequency sufficiently higher than the clock and the clock A counter that counts the number of pulses is generated, and the clock generated between the generation of one pulse and the generation of the next pulse is counted by the counter, and this count value is extracted as a random number.
  • the number of bits (n bits) of the counter is finite, the counter is reset when counting 2 n times, and starts counting again from 1, so the random number value actually extracted is limited to 2 n .
  • an n-bit random number is generated based on one pulse of the thermal noise, so that the random number can be generated at a higher speed than the method of instantaneously sampling the thermal noise.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-134422
  • the present invention has been made under such a technical background, and an object of the present invention is to extract random numbers at a higher speed than before without impairing the uniformity of the appearance frequency of random numbers. .
  • the random number extracting method of the present invention generates at least two or more independent random pulse trains, measures a time interval between two pulses belonging to different random noise trains, and outputs the measured value as a random number.
  • the measurement of the time interval is performed by using the pulse generated earlier in time of the two pulses as a start pulse of the counter, and a later generated pulse as a stop pulse of the counter, and the random number is determined by the counter. This can be performed by counting the number of count pulses having a frequency higher than that of Panoreth.
  • the random number generation device using the above method includes, for example, at least two random pulse generation means for generating independent random pulse trains, and one random pulse generation means.
  • a timer for measuring a time interval between a pulse from the pulse generator and a pulse having a different random pulse generator power, and configured to output a value measured by the timer as a random value can do.
  • N is an integer of 2 or more random pulse generating means from first to Nth generating random pulse trains independent of each other, and first random norse generating means (N-1) time intervals between the pulse and the pulse from the other random pulse generator, the norm of the second random pulse generator, and the pulse from the other random pulse generator (N—1) time intervals between the pulse from the Nth random pulse generator and the other pulses from the random pulse generator. And a time measuring means for measuring the time intervals (N (N-1) time intervals in total).
  • the time counting means includes, for example, a count pulse generating means and a counter for generating a count pulse having a frequency higher than the random north, and the counter measures a pulse that temporally precedes a time interval to be measured.
  • the count pulse generated between the start pulse and the stop pulse is counted by using the start pulse and the following pulse in time as the stop pulse of the counter.
  • N (N ⁇ 1) random numbers independent of each other that is, random numbers of a number approximately proportional to the square of N can be obtained by providing N independent random noise sequences. can get. Therefore, even if the frequency of each random norse is not so high, a high-speed random number generation device can be constructed by increasing the number of random pulses.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the basic concept of the present invention.
  • R and R in FIG. 1 are independent of each other.
  • random pulse is a series of pulses generated at random in time, and “independent from each other” means that each pulse train has a different random pulse generator power.
  • the basic idea of the present invention is that one pulse included in a pulse train of a certain random pulse is used as a start pulse, and one pulse included in a pulse train of another random pulse independent of this is used as a stop pulse. It measures the time interval between the start and stop panels and outputs the value. Since each pulse occurs randomly in time, the sequence of numbers obtained in this way is a random number. That is, in Fig. 1, time intervals t to t are measured, and the measured values (four numerical values in this case) are extracted as random numbers.
  • the pulse r in the pulse r and the random pulse R can be used to generate random numbers.
  • the interval width determined by the two adjacent pulses follows an exponential distribution, and the probability distribution function is expressed by the following equation.
  • FIG. 2 shows a case where N pulse trains R to R from which N separate random pulse generator powers can be obtained are provided by further generalizing FIG. If you don't consider the above "pulse to death"
  • one pulse included in the pulse train R is a start pulse
  • N 2 1 3 N (N-1) random numbers are taken out simultaneously with (N-1) pulses as stop pulses be able to.
  • N the number of random numbers that can be extracted almost simultaneously as a whole. If we consider “North to death”, the number of random numbers that can be actually extracted is N (N ⁇ 1) Z2, which increases in proportion to the square of the number N of random pulse generators. .
  • the above-mentioned random pulse generator and its peripheral circuit are connected to each of the pulse trains R to R by 1
  • the number of random numbers obtained per second is MN (N-1) Z2.
  • the number of random numbers that can be extracted at one time is MN.
  • FIG. 3 is a block diagram of the random pulse generator 5
  • FIG. 4 is a block diagram of a random number generator using the random pulse generator 5 (5A to 5D) of FIG.
  • the thermal noise generating element 10 is an element that outputs a pulse-like potential change based on thermal noise, and usually a resistor is used as the thermal noise generating element. Many. It is generally accepted that the generation of thermal noise is a random phenomenon.
  • a block indicated by reference numeral 12 is an amplifier for amplifying thermal noise generated in the thermal noise generating element 10
  • a block indicated by reference numeral 14 is a block for setting the amplified thermal noise signal to a predetermined threshold value. And outputs the result as pulse P. Therefore, the output pulse P from the comparator becomes a random pulse based on randomly generated thermal noise.
  • FIG. 4 is configured using four random pulse generators 5 (5A to 5D) shown in FIG. However, if there are two or more, the number of random pulse generators is arbitrary.
  • the output signal Pa from the random pulse generator 5A is a pulse train of a random pulse, which is supplied to the counter Ca as a reset signal (start signal), and the registers Rba, Rca, Rda as a load signal (stop signal). Supplied to The random pulse generators 5B, 5C, and 5D also supply random pulses Pb, Pc, and Pd to corresponding counters and registers, respectively.
  • the random pulse generators 5A, 5B, 5C, and 5D and the random panels Pa, Pb, Pc, and Pd output therefrom are mutually independent.
  • the counter Ca generates a count pulse generated at high speed (it is necessary to have a frequency higher than the frequency of the random pulse at least), and is connected to the random pulse generators 5B, 5C, and 5D, respectively.
  • the registers Rab, Rac, and Rad receives a count pulse from the counter Cb connected to the random pulse generator 5B.
  • the register Rca receives a count pulse from the counter Cc connected to the random pulse generator 5C.
  • the register Rda receives a count pulse from the counter Cd connected to the random pulse generator 5D.
  • the counters Ca Cb, Cc, and Cd start supplying count pulses when receiving reset signals from the respective random pulse generators.
  • Each register stores the count value of the supplied count pulse when a load signal is received from each random noise generator. Thus, each count value stored in each counter becomes a random value.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a basic concept of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a case in which N pulse trains R to R obtained by N different random pulse generators are provided by further generalizing FIG. 1;
  • FIG. 3 is a block diagram of a random pulse generation circuit 5.
  • FIG. 4 is a block diagram of a random number generator using the random pulse generator of FIG. 3.

Abstract

　乱数性を保持し、かつ、乱数の出現頻度の均一性を損なうことなく、これまで以上に高速に乱数を取出する。 　互いに独立した二以上のランダムパルス列のうちのあるパルス列に含まれる一つのパルスをスタートパルスとし、これとは別のランダムパルスのパルス列に含まれる一つのパルスをストップパルスとして、このスタートパルスとストップパルスの間の時間間隔を計測し、その値を出力する。各パルスは時間的にランダムに発生するので、こうして得られる一連の数値は乱数となる。すなわち、図１において、時間間隔ｔ1～ｔ4を計測し、その測定値（この場合は４個の数値）を乱数として取り出す。

Description

明 細 書
乱数取出し方法及びこれを用いた乱数生成装置
技術分野
[0001] 本発明は、乱数発生素子力 物理乱数を取り出す乱数取出し方法および当該方 法を利用した乱数生成装置に関する。
背景技術
[0002] 自然現象に基づいて物理乱数を取り出す方法の一つに、抵抗、ダイオード等の半 導体、あるいは導体を熱雑音発生素子として用いる方法が知られている。これらの熱 雑音発生素子において発生する熱雑音は、発生頻度、振幅ともランダムなので、この 熱雑音に基づ 、て物理乱数を取り出すことができる。このような熱雑音発生素子を利 用した各種の乱数生成装置は、多数の文献において開示されている。乱数生成装 置においては、得られる各値の頻度の均一性ほ L数としての品質の高さ）を高めるこ とと、乱数を高速に発生させることが求められる。
[0003] 熱雑音発生素子を用いて物理乱数を生成するもっとも一般的な方法は、ある瞬間 に熱雑音発生素子が出力する熱雑音を増幅してサンプリングし、その値をある閾値と 比較して乱数を取り出す方法である。すなわち、熱雑音発生素子から出力される増 幅された熱雑音を一定周期でサンプリングし、サンプリングされた値がある閾値を超 えていれば「1」、超えていなければ「0」というルールを設定しておくことによって、物 理乱数をディジタル的に取り出すことができる。
[0004] 熱雑音発生素子を用いて物理乱数を生成する他の方法として、ランダムに発生す る熱雑音力 ある閾値を超えて力も次にその閾値を超えるまでの時間間隔を測定し、 その時間計測値をそのまま乱数値として取り出す方法が知られて 、る。この方法によ る乱数生成装置の一例が、日本の特許公報である特開 2001— 134422号公報に おいて説明されている。
[0005] この乱数生成装置では、熱雑音発生素子から出力される熱雑音を増幅し、この波 形がある閾値を超える瞬間に立ち上がる方形パルスを生成する回路を構成し、これと は別にこのパルスよりも十分に周波数が高いクロックを生成する回路及びこのクロック をカウントするカウンタを設け、一つのパルスが発生して力 次のパルスが発生するま での間に生成されるクロックをカウンタでカウントし、このカウント値を乱数として取り出 す。ただし、カウンタのビット数 (nビットとする）は有限のため、 2n回カウントするとカウ ンタはリセットされ、再び 1からカウントを始めるので、実際に取り出される乱数値は 2n 個に制限される。この方法は、熱雑音の一発のパルスに基づいて nビットの乱数が生 成されるので、熱雑音を瞬間的にサンプリングする方法に比べて、高速に乱数を生 成することができる。
[0006] 特許文献 1 :特開 2001— 134422号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 一方、このようなパルス間の時間間隔を計測する装置の場合、乱数を高速に発生さ せようとして単位時間当たりに取り出すパルスの数を多くすると、パルス同士が時間 的に近接して発生する確率が高くなる。この場合、増幅回路の周波数特性などに起 因して時間的に近接したパルスを識別することができないことがある。このため、カウ ンタのカウント動作が一巡する前の小さい値の出現頻度がやや小さくなり、乱数の出 現頻度の均一性に影響を与える場合がある。
[0008] 本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものであり、乱数の出現頻度の均 一性を損なうことなぐこれまで以上に高速に乱数を取出することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の乱数取出し方法は、互いに独立したランダムパルス列を少なくとも 2以上 生成し、互いに異なるランダムノ ルス列に属する二つのパルスの時間間隔を計測し、 その計測値を乱数として出力する。ここで、前記時間間隔の測定は、前記二つのパ ルスのうち時間的に先に発生するパルスをカウンタのスタートパルス、後に発生する ノ レスをカウンタのストップパノレスとして、当該カウンタにより、前記ランダムパノレスより も高い周波数を有するカウントパルスのパルス数をカウントすることによって行うことが できる。
[0010] 上記方法を用いた本発明に係る乱数生成装置は、たとえば、互いに独立したラン ダムパルス列を生成する少なくとも二つのランダムパルス生成手段と、一のランダム パルス生成手段からのパルスと、これとは異なるランダムパルス生成手段力 のパル スとの間の時間間隔を計測する計時手段とを含み、前記計時手段による計測値を乱 数値として出力するものとして構成することができる。
[0011] より具体的には、互いに独立したランダムパルス列を生成する第 1から第 Nまでの N 個（Nは 2以上の整数)のランダムパルス生成手段と、第 1のランダムノルス生成手段 力 のパルスとそれ以外のランダムパルス生成手段からのパルスとの間の（N— 1)個 の時間間隔、第 2のランダムパルス生成手段力らのノルスとそれ以外のランダムノ ル ス生成手段からのパルスとの間の（N— 1)個の時間間隔、以下同様に第 Nのランダ ムノ ルス生成手段からのパルスとそれ以外力 ランダムパルス生成手段からのパル スとの間の (N— 1)個の時間間隔 (合計で N (N— 1)個の時間間隔)を計測する計時 手段とを含み、前記計時手段による計測値を乱数値として出力するものとすることが できる。
[0012] ここで、前記計時手段は、たとえば、ランダムノルスよりも高い周波数のカウントパル スを生成するカウントパルス生成手段及びカウンタを有し、測定する時間間隔の時間 的に先行するパルスを前記カウンタのスタートパルス、時間的に後行するパルスを前 記カウンタのストップパルスとして、スタートパルスとストップパルスの間に生成される カウントパルスのパルス数をカウントするものである。
発明の効果
[0013] 互いに独立した複数のランダムパルス列のうちの一のランダムパルス生成手段から のパルスと、これとは異なるランダムパルス生成手段からのパルスとの間の時間間隔 を計測するため、パルス同士が時間的に近接しても、両者は明確に区別される。した がって、小さい値の出現頻度が小さくなることはなぐ乱数の出現頻度の均一性を維 持することができる。
また、本発明の方法によれば、 N個の互いに独立したランダムノ ルス列を設けること によって互いに独立した N (N—1)個の乱数、すなわちほぼ Nの 2乗に比例する数の 乱数が得られる。したがって、個々のランダムノルスの周波数がそれほど高くなくても 、ランダムパルスの数を増やすことによって高速な乱数生成装置を構築することがで きる。 発明を実施するための最良の形態
[0014] 以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図 1は、本発 明の基本的な考え方を説明するための図である。図 1の R及び Rは、互い独立した
1 2
二つのランダムパルスのパルス列を示している。ここで「ランダムパルス」とは時間的 にランダムに発生する一連のノ ルスのことであり、「互いに独立した」とは、それぞれ のパルス列が別々のランダムパルス生成器力 得られることを意味する。
[0015] 本発明の基本的な発想は、あるランダムパルスのパルス列に含まれる一つのパル スをスタートパルスとし、これとは独立した別のランダムパルスのパルス列に含まれる 一つのパルスをストップパルスとして、このスタートパノレスとストップパノレスの間の時間 間隔を計測し、その値を出力するというものである。各パルスは時間的にランダムに 発生するので、こうして得られる一連の数値は乱数となる。すなわち、図 1において、 時間間隔 t〜tを計測し、その測定値 (この場合は 4個の数値)を乱数として取り出す
1 4
[0016] 図 1とは異なり、同一のパルス列の中で、あるパルスをスタートパルスとし、次に出現 するパルスをストップパルスとして両者の時間的時間間隔を測定する方式 (以下「旧 方式」という）でも、ある程度良好な乱数は得られる。し力しながら、各パルスが有限の 時間幅を有するため、二つのパルスが時間的に近接して発生した場合には、前述の ように回路的な制約によって両者を区別することができず、このため小さい値の出現 頻度が低下し、その結果全体の出現頻度の均一性が低下する。これに対して、本発 明では互いに独立したパルス列に含まれる二つのパルスの一方をスタートパルス、 他方をストップパルスとすることから、二つのパルスが時間的に近接しても両者を明確 に区別でき、出現頻度の均一性が低下するという問題は生じない。
[0017] ところで、図 1に示す本方式で乱数を生成させる場合では、パルス列 Rの中のパル
1 ス r及びランダムパルス Rの中のパルス rについては乱数の生成に利用することがで
1 2 2
きない。本明細書では、このようなパルスを「死にパルス」と呼ぶ。
[0018] このような乱数の生成に利用できな 、「死にパルス」がパルス列の中でどう 、う割合 で発生するかを説明する。互いに独立な二つのパルス列を考え、パルス列でのパル スの発生がポアツソン到着であり、連続して発生するパルス同士の平均時間間隔は 互いに等しくなるように設定する。この平均時間間隔を tとすれば、パルス列上の隣
0
接するふたつのパルスで定まる区間幅は指数分布に従い、確率分布関数は次式で 表される。
[数 1]
Figure imgf000007_0001
[0019] 時間幅 tの間に別のパルス列上に発生するパルス数はポ 布に従う。時間 幅 tの中に n個のパルスが発生する確率は、次式で表される
[数 2]
P(n： -
Figure imgf000007_0002
[0020] したがって、あるパルス列上のパルス' ァの間に別のパルス列上のパルス力 ¾個 発生する確率を D (n)とすると、
[数 3]
D(n) f (t： tQ)P{n -) dt
0 ο
Figure imgf000007_0003
2 i
[0021] となる。本方式では、あるパルス列上のパルス ·ペアの間に他のパルス列上のパルス が発生しない場合に乱数生成に寄与しないから、 n=0として D (O) =0. 5となる。言 い換えると、「死にパルス」は 2分の 1の頻度で発生し、乱数生成に寄与するパルスは 、パルス全体の半分である。
[0022] 図 2は、図 1をより一般ィ匕して、 N個の別々のランダムパルス生成器力も得られる N 個のパルス列 R〜Rを設けた場合である。上記の「死にパルス」を考慮しないとすれ
1 N
ば、パルス列 Rに含まれる一つのパルスをスタートパルスとすると、残りのパルス列 R
1 2
〜Rに含まれる（N— 1)個のパルスをストップパルスとして (N— 1)個の時間間隔 t
N 1
〜t を計測して (N—l個）の乱数を同時に取り出すことができる。また同様に、パル
N-1
ス列 Rに含まれる一つのパルスをスタートパルスとすれば、パルス列 R、 R〜Rに含
2 1 3 N まれる（N— 1)個のパルスをストップパルスとして (N— 1)個の乱数を同時に取り出す ことができる。以下同様に考えると、各パルス列について (N— 1)個の乱数を取り出 すことができるから、全体としてほぼ同時に取り出すことのできる乱数の数は、 N (N— 1)個となる。ここで「死にノルス」を考慮すれば、実際に取り出すことが可能な乱数の 数は N (N— 1) Z2個となり、ランダムパルス生成器の個数 Nのほぼ 2乗に比例して増 加する。
[0023] 前記のランダムパルス生成器及びその周辺回路を、各パルス列 R〜Rにおいて 1
1 N 秒当たり平均して M個のパルスが発生するよう調整すれば、 1秒間に得られる乱数は MN (N— 1)Z2個となる。一方、旧方式において同じ N個のパルス列を用意した場 合は、一度に取り出すことのできる乱数の数は MN個である。
[0024] N= 2のときは、旧方式で一度に取り出すことのできる乱数は 2M個であり、本方式 の M個よりも多い。 N = 3とすると、いずれの方式も 3M個で同数となる。し力し、 N = 4 以上になると、本方式の方が旧方式よりも多くなり、 Nの値が大きくなるに従って本方 式で取り出すことのできる乱数の個数は旧方式よりも急速に増える。たとえば、 N= l 0とすると、旧方式で取り出すことのできる乱数は 10M個である力 本方式で取り出 すことのできる乱数の個数は 45M個となる。 N= 100とすれば、旧方式では 100M 個である力 本方式では 4950M個と大幅に増大する。
[0025] これまでは、乱数を高速に生成するための方針として、主として乱数発生素子単体 力 単位時間当たりに取り出すことのできる乱数の数を増やすことに主眼がおかれ、 一定の成果が得られてきた。しかし、乱数発生素子そのものを高速ィ匕することには技 術的にもコスト的にもいずれ限界がくる。これに対して、本方式によれば、乱数発生 素子そのものはそれほど高速でなくても、その数を増やすことによって全体としての 乱数取出し速度は大幅に向上する。
実施例 1
[0026] 以下に本発明の一実施例を説明する。図 3は、ランダムパルス生成回路 5のブロッ ク図、図 4は図 3のランダムパルス生成器 5 (5A〜5D)を用いた乱数生成器のブロッ ク図である。
[0027] 図 3の回路において、熱雑音発生素子 10は、熱雑音に基づいてパルス状の電位 変動を出力する素子であり、通常は抵抗が熱雑音発生素子として用いられることが 多い。熱雑音の発生はランダムな現象であることが、一般に認められている。
[0028] また、符号 12で示すブロックは、熱雑音発生素子 10において発生する熱雑音を増 幅する増幅器であり、符号 14で示すブロックは、増幅後の熱雑音信号を予め設定さ れた閾値と比較し、その結果をパルス Pとして出力するコンパレータである。したがつ て、コンパレータからの出力パルス Pは、ランダムに発生する熱雑音に基づいたラン ダムパルスとなる。
[0029] 図 4は、図 3に示したランダムパルス生成器 5を 4個（5A〜5D)用いて構成されてい る。ただし、 2個以上であれは、ランダムパルス生成器の数は任意である。
[0030] ランダムパルス生成器 5Aからの出力信号 Paはランダムパルスのパルス列であり、リ セット信号 (スタート信号)としてカウンタ Caに供給されるとともに、ロード信号 (ストップ 信号）としてレジスタ Rba、 Rca、 Rdaに供給される。ランダムパルス生成器 5B、 5C、 5Dも、同様に対応するカウンタ及びレジスタにランダムパルス Pb、 Pc、 Pdを供給す る。なお、ランダムパルス生成器 5A、 5B、 5C、 5D及びこれらから出力されるランダム パノレス Pa、 Pb、 Pc、 Pdは相互に独立している。
[0031] カウンタ Caは、高速に発生されるカウントパルス (少なくともランダムパルスの周波数 よりも高い周波数を有することが必要である）を生成して、ランダムパルス生成器 5B、 5C、 5Dにそれぞれ接続されたレジスタ Rab、 Rac、 Radに供給する。レジスタ Rbaは 、ランダムパルス生成器 5Bに接続されたカウンタ Cbからカウントパルスを受け取る。 レジスタ Rcaは、ランダムパルス生成器 5Cに接続されたカウンタ Ccからカウントパル スを受け取る。レジスタ Rdaは、ランダムパルス生成器 5Dに接続されたカウンタ Cdか らカウントパルスを受け取る。
[0032] カウンタ Ca Cb、 Cc、 Cdは、それぞれのランダムパルス生成器からリセット信号を 受け取ったときにカウントパルスの供給を開始する。各レジスタは、それぞれのランダ ムノ ルス生成器からロード信号を受け取ったときに、供給されているカウントパルスの カウント値を格納する。こうして各カウンタに格納された各カウント値が乱数値となる。
[0033] 図 4の乱数生成装置には 4個のランダムパルス生成器が設けられており（N=4)、 各ランダムノルス生成器が 1秒間に M個のランダムパルスを出力するものとすると、こ の乱数生成装置の乱数生成速度は、前述の MN (N- 1) Z2にこれらの値を代入し て、毎秒 6M個となり、旧方式の場合の 4M個よりも高速になる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]本発明の基本的な考え方を説明するための図である。
[図 2]図 1をより一般ィ匕して、 N個の別々のランダムパルス生成器力 得られる N個の パルス列 R〜Rを設けた場合の説明するための図である。
1 N
[図 3]ランダムパルス生成回路 5のブロック図である。
[図 4]図 3のランダムパルス生成器を用いた乱数生成器のブロック図である。
符号の説明
[0035] 5A、 5B、 5C、 5D ランダムパルス生成器
10 熱雑音発生素子
12 増幅器
14 コンノ レータ

Claims

請求の範囲
[1] 互いに独立したランダムパルス列を少なくとも 2以上生成し、互いに異なるランダム パルス列に属する二つのパルスの時間間隔を計測し、その計測値を乱数として出力 することを特徴とする乱数取出し方法。
[2] 前記時間間隔の測定は、前記二つのパルスのうち時間的に先に発生するパルスを カウンタのスタートパルス、後に発生するパルスをカウンタのストップパルスとして、当 該カウンタにより、前記ランダムパルスよりも高い周波数を有するカウントパルスのパ ルス数をカウントすることによって行うものである、請求項 1に記載の乱数取出し方法
[3] 互いに独立したランダムパルス列を生成する少なくとも二つのランダムパルス生成 手段と、
一のランダムパルス生成手段からのパルスと、これとは異なるランダムパルス生成手 段からのパルスとの間の時間間隔を計測する計時手段とを含み、
前記計時手段による計測値を乱数値として出力することを特徴とする乱数生成装 置。
[4] 互いに独立したランダムパルス列を生成する第 1から第 Nまでの N個（Nは 2以上の 整数)のランダムパルス生成手段と、
第 1のランダムパルス生成手段からのパルスとそれ以外のランダムパルス生成手段 からのパルスとの間の（N— 1)個の時間間隔、第 2のランダムパルス生成手段からの パルスとそれ以外のランダムパルス生成手段からのパルスとの間の（N— 1)個の時間 間隔、以下同様に第 Nのランダムパルス生成手段からのパルスとそれ以外力 ランダ ムパルス生成手段からのパルスとの間の（N— 1)個の時間間隔（合計で N (N— 1)個 の時間間隔)を計測する計時手段とを含み、
前記計時手段による計測値を乱数値として出力することを特徴とする乱数生成装 置。
[5] 前記計時手段は、ランダムパルスよりも高い周波数のカウントパルスを生成するカウ ントパルス生成手段及びカウンタを有し、測定する時間間隔の時間的に先行するパ ルスを前記カウンタのスタートパルス、時間的に後行するパルスを前記カウンタのスト ップパルスとして、スタートパルスとストップパルスの間に生成されるカウントパルスの パルス数をカウントするものである請求項 3又は 4に記載の乱数生成装置。
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