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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2022-11-04 14:45 タイミングジッタを利用して真性乱数を生成する超伝導集積回路の評価 ○佐藤健太（電通大）・瀬賀直功，島田 宏・水柿義直（電通大）  SCE2022-10 |
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| 抄録 | （和） | 暗号分野では完全にランダムな真性乱数が必要とされており，真性乱数の生成が可能なハードウェア乱数生成器 (Hardware Random Number Generator: HRNG) が研究されている．単一磁束量子 (Single Flux Quantum: SFQ) を利用する超伝導SFQ回路では，高速に発振する１つのオシレータと，トリガ信号での熱雑音によるタイミングジッタを利用したHRNGが研究されている．本研究では，Clock OscillatorとGate Oscillatorの２つのオシレータ（それぞれの発振周波数をfclkとfgateとする）により参照するタイミングジッタを増加させ，オシレータ周波数の変動への耐性を強化したHRNGを設計し，数値計算によるオシレータ周波数に対する動作特性の評価と，測定による回路動作の評価を行った．数値計算において， fclk ≤ 60 GHzでは，１が出現する確率がfclk ≈ fgateで極小となった．また，fgate = 69.2 GHzでは，fclkの変動が乱数検定FIPS140-2の合格率に与える影響は小さかった．試作回路の測定においては，fclk = 48.79 GHz，fgate = 19.81 GHzで生成した1 Mbitsの乱数列が乱数検定SP 800-22に合格した． |
| （英） | A Hardware Random Number Generator (HRNG), which generates true random number sequences, is studied. In superconducting Single Flux Quantum (SFQ) circuitry, HRNGs that utilized timing jitters in trigger signals have been demonstrated. In this research, we proposed an HRNG with two oscillators to enhance stability against variation of oscillator frequencies. We investigated the characteristics of random numbers generated by the proposed HRNG not only by numerical simulation but also by experiments using Nb test circuits. In numerical simulation, the probability of “1” in random number sequences had a local minimum at that fclk (the clock oscillator frequency) and fgate (the gate oscillator frequency) was approximately equal (fclk ≈ fgate) for fclk ≤ 60 GHz. Also, the pass rate of random number test FIPS 140-2 was little affected by variations of fclk at fgate = 69.2 GHz. In experimental measurements, 1 Mbits random number sequences generated by a test circuit were passed the random number test SP 800-22 at fclk = 48.79 GHz and fgate = 19.81 GHz. | |
| キーワード | （和） | 超伝導集積回路 / SFQ回路 / ハードウェア乱数生成回路 / 真性乱数 / / / / |
| （英） | Superconducting integrated circuit / SFQ circuit / Hardware random number generator / True random number / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 122, no. 240, SCE2022-10, pp. 6-10, 2022年11月. | |
| 資料番号 | SCE2022-10 | |
| 発行日 | 2022-10-28 (SCE) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | SCE2022-10 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
| 開催期間 | 2022-11-04 - 2022-11-04 |
| 開催地（和） | 東北大学 電気通信研究所 |
| 開催地（英） | RIEC, Tohoku Univ. |
| テーマ（和） | 超伝導エレクトロニクス一般 |
| テーマ（英） | Superconducting Electronics |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | SCE |
| 会議コード | 2022-11-SCE |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | タイミングジッタを利用して真性乱数を生成する超伝導集積回路の評価 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | True Random Number Sequences Generated by Utilizing Timing Jitters in Superconducting Integrated Circuits |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導集積回路 / Superconducting integrated circuit |
| キーワード(2)（和/英） | SFQ回路 / SFQ circuit |
| キーワード(3)（和/英） | ハードウェア乱数生成回路 / Hardware random number generator |
| キーワード(4)（和/英） | 真性乱数 / True random number |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 佐藤 健太 / Kenta Sato / サトウ ケンタ |
| 第1著者 所属（和/英） | 電気通信大学 (略称： 電通大) The University of Electro-Communications (略称： UEC) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 瀬賀 直功 / Naonori Sega / セガ ナオノリ |
| 第2著者 所属（和/英） | * (略称： *) * (略称： *) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 島田 宏 / Hiroshi Shimada / シマダ ヒロシ |
| 第3著者 所属（和/英） | 電気通信大学 (略称： 電通大) The University of Electro-Communications (略称： UEC) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 水柿 義直 / Mizugaki Yoshinao / ヨシナオ ミズガキ |
| 第4著者 所属（和/英） | 電気通信大学 (略称： 電通大) The University of Electro-Communications (略称： UEC) |
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| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2022-11-04 14:45:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | SCE |
| 資料番号 | SCE2022-10 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | no.240 |
| ページ範囲 | pp.6-10 |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2022-10-28 (SCE) |
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