"Jokainen, joka harkitsee aritmeettisia menetelmiä satunnaislukujen tuottamiseksi, on tietysti synnitilassa" \ $ - \ $ John Von Neumann

Hyvä melulähde on zener-diodin hajoamismelu. Alla oleva yksinkertainen kaavio osoittaa, kuinka saada valkoista kohinaa zeneristä kaskadoimalla kaksi LNA: ta (matala melutaso) vahvistamaan melutasoa.

Jos et välitä siitä, että kohina on valkoista, voit käyttää vain suurta vahvistusta sisältävää opamp-vahvistinta , jonka vertailija sen jälkeen. Opampin vahvistus asettaa rajan kaistanleveydelle ja siten digitaalisen signaalin muutosnopeudelle. Tarvittaessa kaskadi kaksi opampia, kuten LNA: t annetussa kaaviossa, saadakseen nopeamman satunnaisen bittivirran.

Voit käyttää SPI-moduulia kellon satunnaisbittien tavuina tältä piiriltä.
(SPI on vain yksinkertainen tapa kerätä automaattisesti 8 satunnaista bittiä, se ei lisää mikä tahansa determinismin taso: tulo muuttuu jatkuvasti ja satunnaisesti, etkä koskaan tiedä, mikä se on seuraavalla kellon reunalla. Voit myös lukea I / O-nastan ja siirtää kyseisen bitin tason tulostavuksi.)

Tämä piiri on mahdollinen vaihtoehtoinen ratkaisu, joka luottaa myös zener-diodiin melulähteenä:

kaavamaisesti mainitaan vahvistimen OPA2340, mutta se ei ole selvä vertailussa. Vaikka OPA2340 on kohtuullisen nopea, suosittelen tässä käyttämään todellista vertailulaitetta , koska nämä ovat yleensä paljon nopeampia kuin opamps. Esimerkiksi TL3016: n etenemisviive on alle 10ns ja nousuaika tyypillisesti 0,5ns. Tämä tarkoittaa, että voit ottaa satunnaisarvot nopeammin ilman riskiä, ​​että peräkkäiset näytteet ovat johdonmukaisia.

Satunnaislukugeneraattorin testaamiseksi voit testata normaalisuuden. Tämä tarkoittaa pitkän satunnaislukujonon luomista, mitä pidempi, sitä parempi. Parasta on kuljettaa se tietokoneelle analyysiä varten. Laske yhden bittiset sekvenssit, eli 0 s ja 1 s. Niitä tulisi olla suunnilleen sama määrä. Seuraava toisto kaksibittisille jaksoille. 00 s -määriä tulisi olla yhtä monta kuin 01 s, 10 s ja 11 s. Toista kolmibittisille jaksoille jne.
En ole tilastotieteilijä, joten testejä voi olla parempia / helpompia. Lisää ne vapaasti.

Et käytä PIC24FJ256GB110-mallia, joka näyttää tältä:

Käytät Android-aloitussarjaa:

joka, kuten ymmärrät, on melko kiinteä piirilevy: Et suunnittele piirilevyä, eikä kaavion nopea tarkastelu paljastanut paljoa rakennettu tai voidaan käyttää uudelleen laitteistotrooppilähteenä lukuun ottamatta joitain ADC-jälkiä, jotka saattavat toimia antenneina Mattin ehdottamana.

Olettaen, että olet vuorovaikutuksessa Android-laitteen kanssa, sinulla on kuitenkin kolme potentiaalista satunnaisen melun lähdettä:

1. Voit mitata asynkronisen tai viestinnän tarkkaa ajoitusta Androidissa ja käytä tämän mittauksen alempia bittejä entropian lähteenä. Huomaa tietysti, että tätä voidaan pelata hallitsemalla tarkasti Android-laitetta, joten se ei sovellu tietoturvasovelluksiin.
2. Käytä ADC-lukujen alempia bittejä tuottamaan satunnaista kohinaa. Sinulla on useita kelluvia jälkiä, joten tämän pitäisi saada arvaamattomia tuloksia.
3. Sinulla on purkuotsikot Arduino-kilpeen! Tämä tarkoittaa, että voit lisätä kaikenlaisia ​​laitteita, kuten ratkaisut, joita Steven ehdotti, tämä kilpi tai ne, joita ehdotettiin tässä kysymyksessä. Kyllä, tämä edellyttää ulkoista laitteistoa.

Ota kuitenkin huomioon, että salausturva ja todellinen satunnaisuus ovat kovaa. Kuulostaa siltä, ​​että sinun täytyy lukea lisää ennen kuin yrität tuottaa jotain, josta ihmiset voivat riippua, tai saatat joutua vakaviin vaikeuksiin.

Näennäissatunnaislukugeneraattoreiden ongelma on, että ne eivät ole. Ne tuottavat numerosarjan tunnetusta lähtöpisteestä. Tämä on yleensä tarpeeksi satunnaista useimmille matalan tason käyttötarkoituksille, mutta ei, jos olet tietoisuutta tietoturvasta tai haluat useamman kuin yhden järjestelmän toimivan ilman törmäyksiä (esim. Verkkoyhteydet).

Joten kyllä, kuten oikein sanot , haluat entropian lähteen. Tätä voidaan käyttää satunnaislukugeneraattorin 'siemenen' asettamiseen tuntemattomaan arvoon. Koska se vain asettaa siemenen eikä tuota satunnaislukuja, entropiaa on todella käytettävä vain kerran, joten se voi olla melko 'raskas' kellosykleissä. Se voi toimia kerran järjestelmän käynnistyksen yhteydessä, eikä sitä sen jälkeen tarvitse koskaan enää suorittaa.

Suurin osa entropiasta kerätään (kerätään?) Keskeytyksistä ja muista ulkoisista lähteistä. Ensimmäinen ajatukseni, joka mieleeni tulee, olisi jättää kelluva tulo (ehkä analoginen?), Johon on ehkä liitetty vähän raitaa toimimaan antennina. Tämän pitäisi vaihdella arvojen välillä melko satunnaisesti, joiden avulla voit luoda oikean järjestyksen numeerisen arvon pseudosatunnaislukugeneraattorin kylvämiseksi.

Toinen ajatus voisi olla jonkinlainen anturin liittäminen siihen tulo, jotta se voi luotettavasti kerätä melua käytettäväksi entropialähteenä. Se voi olla mitä tahansa yksinkertaisesta mikrofonista ja op-vahvistimesta pariin op-ampeeria, jotka on kytketty toisiinsa antamaan valtava voitto ja siten valkoisen kohinan tuotos. Piirissä on mikä tahansa määrä mahdollisia melulähteitä riippuen siitä, mitä sinulla on käytettävissänne kiinteistöjen hallinnan ja budjetin suhteen.