真随机数发生器的分类与原理

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像无法实现永动机一样，想要实现真随机数靠程序是永远无法实现的，很多情况下只能看老天的眼色，比如布朗运动，量子效应，放射性衰变等。第一个真随机数发生器是1955年由Rand公司创造的，而在1999年，intel发布Intel810芯片组时，就配备了硬件随机数发生器，基于IntelRNG的真随机数生成器可以生成满足独立性和分布均匀性的真随机数，目前大部分芯片厂商都集成了硬件随机数发生器，只要安装相应驱动，了解读取寄存器地址，可以直接调用发生器。Intel810RNG的原理大概是：利用热噪声(是由导体中电子的热震动引起的)放大后，影响一个由电压控制的振荡器，通过另一个高频振荡器来收集数据。

TRNG的类型主要有：

1.基于电路的TRNG：

i.振荡器采样：就是上述Intel采用的方式。

ii.直接放大电路噪声：利用电路中各种噪声，如上述的热噪声作为随机源，由于强度小，所以先要对其放大，然后对一定时间内超过阈值的数据进行统计，这样就产生的随机数。.

iii.电路亚稳态:亚稳态表示触发器无法在规定时间内达到一个可确认状态，一定条件下，触发器达到两个稳态的几率为50%，所以先使电路进入亚稳态，之后根据状态转化为随机数。

iv.混沌电路：不可预测，对初始条件的敏感的依赖性。以及混沌电路在芯片中易于实现的特点，可以产生效果不错的随机数。

硬件随机数发生器 ©Fisuaq under CC BY 4.0

2.基于其他物理源的TRNG

如宇宙射线，粒子衰变，空气噪声等作为随机源，来产生随机数。

3.其他物理信息TRNG

人为可以产生随机数吗？当然能！听说一个HR拆选简历的方式是往天上一扔，掉在桌子上的简历就通过，这个HR确认懂随机啊，而且是真随机。这类随机生活中随处可见，掷骰子，抓麻将，或者统计一个月内某城市PM2.5的数值。

对于真随机发生器我个人认为未来是可以通过生物计算机来获取的。