Random Number Generation Based on Oscillatory Metastability in Ring Circuits

: Random number generator designs are discussed, which utilize oscillatory metastability, induced  by switching between two stable states of ring‐connected digital gates. For a short time after the switch‐over  the  circuits  behave  quite  randomly,  influenced  by  the  circuit  noise.  We  provide  simple  programs,  which  simulate the fundamental behavior of our circuits. We also present a mathematical model and theoretical  explanations  of  the  underlying  physical  phenomena,  the  random  phase  drift  and  pulse  decay.  These  also  illuminate the principles of other recently published random number generators. The feasibility of the designs  was confirmed by FPGA prototypes. These random number generators are small, fast and built of standard  logic gates. The simplest example contains just one XOR gate as the source of randomness. 

• Type: Journal
• Year: 2011
• Where: IACR
• Authors: Laszlo Hars
• Keywords: IACR 2011, Random Number Generator, Random Number Generators, Xor Gate