Geri Dön

Custom design of a fully digital true random number generator in 65-nm CMOS technology

65-nm CMOS teknolojisinde tamamen dijital bir gerçek rastgele sayı üreticisinin özel tasarımı

  1. Tez No: 688472
  2. Yazar: ERTUĞ EREM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. UĞUR ÇİLİNGİROĞLU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 107

Özet

Rastgele sayı üreticisi (RNG), çok çeşitli uygulamalar için temel bir bileşendir. Uzun yıllardır kullanılan bu yapılar günden güne geliştirilmektedir. Özellikle dijital dünyanın hakim olduğu günümüzde, bilgisayar ve akıllı cihazlarda olmazsa olmaz yapılardan biridir. Birçok tasarım uygulamaları, oyunlar, simülasyon programları, şifre oluşturan programlar, korumalı iletişim protokolleri, bir RNG'ye ihtiyaç duyar. RNG'ler genellikle iki farklı kategoride incelenir. İlk tip olan sözde-RNG (PRNG), sıklıkla yazılım tabanlı oluşturup deterministik bir algoritmayla çalışır. Kolay bir şekilde tasarlanabilip mükemmel istatistiksel özelliklerde rastgele sayılar üretebildiği için güvenlik gereksinimi gerektirmeyen uygulamalarda tercih edilir. İkinci tip olan gerçek rastgele sayı üreticisi (TRNG) ise sıklıkla kriptografik uygulamalar için kullanır. TRNG'de aranan en önemli özelliklerden birisi, tahmin edilemeyen gerçek bir rastegele sayı dizisi üretmesidir. Bu yüzden, deterministik olmayan doğal bir kaynağa ihtiyaç duyar. TRNG'ler bu ihtiyacı karşılamak için fiziksel olguları kullanan bir entropi kaynağı kullanır. Bu çalışmada 65-nm CMOS teknolojisi kullanılarak özel bir TRNG tasarımı sunulur. Bu tasarım metastabilite tabanlı olup, dinamik bir komparatör topolojisine sahip bir yapıya dijital bloklar eklenerek oluşturulur. Tasarımın amacı olabildiğince küçük bir alanda yüksek bir entropi değerine, düşük güç tüketimine ve yüksek çıktı verimine sahip bir devre oluşturmaktır. Tasarlanan devrenin farklı koşullarda çalışabilmesini sağlamak için farklı teknoloji-gerilim-sıcaklık (PVT) köşelerinde simülasyonlar ile doğrulanmıştır.

Özet (Çeviri)

The random number generator (RNG) is an essential component for a wide range of applications. These structures, which have been used for many years, are being developed day by day. It is one of the indispensable structures in computers and smart devices, especially in today's digital world. Many design applications, games, simulation programs, password generator programs, protected communication protocols need an RNG. RNGs are generally investigated in two different categories. The first type, pseudo-random number generator (PRNG), is often software-based and works with a deterministic algorithm. It is preferred in applications that do not require security because it can be designed easily and generate random numbers with excellent statistical properties. The second type, true random number generator (TRNG), is often used for cryptographic applications. One of the most important features to look for in the TRNG is that it produces a truly unpredictable random number sequence. Therefore, it needs a non-deterministic natural source. TRNGs use an entropy source that uses physical phenomena to meet this requirement. In this study, a custom TRNG design is presented using 65-nm CMOS technology. This design is based on metastability and is created by adding digital blocks to a structure with a dynamic comparator topology. The aim of the design is to create a circuit with a high entropy value, low power consumption, and high throughput in a small footprint as possible. It has been validated with simulations at different technology-voltage-temperature (PVT) corners to ensure that the designed circuit can operate in different conditions.

Benzer Tezler

  1. Studies on the design of robust and fully-digital random number generators

    Tamamen sayısal güvenli rastgele sayı üreteci tasarımı üzerine çalışmalar

    BURAK ACAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DR. TUFAN COŞKUN KARALAR

  2. Otomatik vezne makinaları (ATMs) ve uygulamaları

    Autamated teller machines (ATMs) and applications

    A. C. BANU ÇAĞLAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    BankacılıkMarmara Üniversitesi

    Bankacılık Ekonomisi ve İşletmeciliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. METE DOĞRUER

  3. Bridging knowledge across architectural heritage and digital fabrication technologies

    Mimari miras ile dijital fabrikasyon teknolojileri arasında bilgi köprüsü kurmak

    BEGÜM HAMZAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Bilişim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİNE ÖZKAR KABAKÇIOĞLU