Processing may take a few seconds...

Dissertation

Title

Wykorzystanie zasobów układów reprogramowalnych do wytwarzania ciągów losowych

Authors

[ 1 ] Katedra Systemów Telekomunikacyjnych i Optoelektroniki, Wydział Elektroniki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee

Promoter

[ 1 ] Katedra Systemów Telekomunikacyjnych i Optoelektroniki, Wydział Elektroniki i Telekomunikacji, Politechnika Poznańska | [ P ] employee

Reviewers

Title variant

EN The usage of reconfigurable circuits to produce true random sequences

Language

polish

Keywords
PL
  • generatory losowe
  • losowość
  • układy FPGA
EN
  • true random number generator
  • randomness
  • FPGA
Abstract

PL W rozprawie przedstawiono sposób wykorzystania zasobów układów FPGA do budowy szybkich i skalowalnych generatorów ciągów liczb rzeczywiście losowych. Do oceny losowości posłużyły metody testowania zaproponowane przez NIST. Jako najbardziej obiecującą metodę wytwarzania losowych bitów wybrano metodę bazująca na szybkozmiennych fluktuacjach fazy oscylatorów pierścieniowych. Przedstawiono model matematyczny jittera sygnału oscylatorów pierścieniowych. W efekcie powstał generator liczb rzeczywiście losowych wykorzystujący wiele niezależnych źródeł losowości – oscylatorów pierścieniowych. Nowością jest wykorzystanie detektora fazy jako elementu pozyskującego losowość z sygnału oscylatorów pierścieniowych. Wyjścia detektorów fazy poddano operacji próbkowania, a sygnały wyjściowe połączono za pomocą sumy modulo 2 w jeden strumień bitów. Na podstawie otrzymanych danych skonstruowano generator skalowalny, który oferuje wymienność zasobów i szybkość wytwarzania bitów. Proponowany generator wyróżnia się dużą wydajnością, gdyż może wytwarzać losowe bity z szybkością dochodzącą do 38,4 Gb/s.

EN The dissertation concerns the use of FPGA circuits to build high-speed and scalable true random number generators. The main requirement for generated bitstreams is to pass all tests proposed by NIST. The most promising method of generating random bits was deemed the randomness acquisition from phase jitter of ring oscillators. A mathematical model of deterministic and non deterministic jitter in ring oscillators was presented. A generator was designed based on many independent sources of randomness – ring oscillators. The novelty is the use of a phase detector as a randomness extractor from the signal of ring oscillators. The phase detector outputs were sampled and the signals were combined XOR forming one random bitstream. This made it possible to obtain strings that consist only of random bits, which was confirmed by running a series of tests using the restart method. Based on the obtained results, a scalable generator was designed in which the used resources of the FPGA system were exchanged for the speed of generating sequences. A generator stands out due to its high efficiency in comparison to other known solutions and can generate random bits at a rate of 38.4 Gb/s.

Number of pages

113

OECD domain

engineering and technical sciences

KBN discipline

telecommunications

Signature of printed version

DrOIN 1987

On-line catalog

to2020998123

Full text of dissertation

Download file

Access level to full text

public

First review

Janusz Stokłosa

Place

Poznań, Polska

Date

23.07.2019

Language

polish

Review text

Download file

Access level to review text

public

Second review

Ryszard Szplet

Place

Warszawa, Polska

Date

07.08.2019

Language

polish

Review text

Download file

Access level to review text

public

Dissertation status

dissertation

Place of defense

Poznań, Polska

Date of defense

15.10.2019

Obtained title

doktor nauk inżynieryjno-technicznych w dyscyplinie: informatyka techniczna i telekomunikacja

This website uses cookies to remember the authenticated session of the user. For more information, read about Cookies and Privacy Policy.