ТЕПЛОВИЙ ШУМ ЯК ДЖЕРЕЛО ВИПАДКОВОСТІ ДЛЯ ГЕНЕРАЦІЇ ВИПАДКОВИХ ЧИСЕЛ - Наукові конференції
Головна
UA RU EN

Вас вітає Інтернет конференція!

Вітаємо на нашому сайті

Рік заснування видання - 2011

ТЕПЛОВИЙ ШУМ ЯК ДЖЕРЕЛО ВИПАДКОВОСТІ ДЛЯ ГЕНЕРАЦІЇ ВИПАДКОВИХ ЧИСЕЛ

06.05.2022 22:35

[1. Інформаційні системи і технології]

Автор: Коряков Ігор Віталійович, начальник відділу перспективних розробок ТОВ «НВФ Криптон»; Блощинський Богдан Вікторович, магістрант, НТУУ "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", м. Київ


Для генерації істинно випадкових чисел у ролі джерела ентропії має бути певний фундаментальний фізичний процес, явище природи, а не технологічне досягнення. Наприклад, напруга теплового шуму на кінцях провідника (резистора) породжується фундаментальним явищем природи, а шумова напруга, яка визначається ефектом лавинного пробою назад зміщеного p-n переходу, є технологічним досягненням [1].

Напруга теплового шуму створюється активною складовою комплексного опору будь-якого ланцюга, незалежно від кількості резисторів [2, с.112]. ЕРС теплового шуму et дорівнює (у сучасній нотації)





де k - постійна Больцмана (1.38e-23), T - температура в град. Кельвіна, R – активна складова опору ланцюга в Омах і B – ширина смуги шуму Гц.



Найпростіший генератор на основі теплового шуму складається із резистора і підсилювача (Рис. 1).








Де R – активна складова опору ланцюга, що генерує ЕРС et, ea – джерело напруги власного шуму підсилювача, ia – джерело струму власного шуму підсилювача, KU – коефіцієнт посилення підсилювача за напругою, Uo – вихідна напруга підсилювача. Також необхідно врахувати і мінімізувати коефіцієнт шуму NF, що визначає вплив шуму підсилювача на вихідний сигнал:








де Pa - потужність власних шумів підсилювача, Pt - потужність теплового шуму, що генерується активною складовою опору вхідного ланцюга. Далі для отримання джерела ентропії необхідно перетворити аналоговий шумовий сигнал на цифровий. Для цього використовується АЦП. АЦП при дійсно випадковому сигналі породжує незалежні випадкові значення своїх двійкових виходах. Ентропія цих окремих біт у реальному АЦП із реальним шумом на вході може бути недостатньо висока, але використання багатьох розрядів АЦП дозволяє отримати вихідну послідовність випадкових біт, близьких до ідеалу.


Література


1. Игорь Коряков. Хороший источник энтропии//Наука онлайн: Міжнародний електронний науковий журнал - 2021. - №7. – URL: https://nauka-online.com/ua/publications/tehnicheskie-nauki/2021/7/4-6/


2. Nyquist, H. (1928). "Thermal Agitation of Electric Charge in Conductors". Physical Review. 32 (110): 110–113.


3. D.C. Ranasinghe, D. Lim, S. Devadas, D. Abbott and P.H. Cole. Random numbers from metastability and thermal noise// Electronics Letters online no: 20051559 – URL: http://www.eleceng.adelaide.edu.au/personal/dabbott/publications/IEL_ranasinghe2005.pdf


________________________


Науковий керівник: Клятченко Ярослав Михайлович, кандидат технічних наук, доцент








Creative Commons Attribution Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
допомога Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter

Інші наукові праці даної секції

Конференції

Конференції 2024

Конференції 2023

Конференції 2022

Конференції 2021



Міжнародна інтернет-конференція з економіки, інформаційних систем і технологій, психології та педагогіки

Наукова спільнота - інтернет конференції

:: LEX-LINE :: Юридична лінія

Інформаційне суспільство: технологічні, економічні та технічні аспекти становлення