JPH07134647A - 乱数発生装置 - Google Patents

乱数発生装置

Info

Publication number
JPH07134647A
JPH07134647A JP5279529A JP27952993A JPH07134647A JP H07134647 A JPH07134647 A JP H07134647A JP 5279529 A JP5279529 A JP 5279529A JP 27952993 A JP27952993 A JP 27952993A JP H07134647 A JPH07134647 A JP H07134647A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
random number
output
storage means
exclusive
feedback
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5279529A
Other languages
English (en)
Inventor
Noboru Katsuta
昇 勝田
Hironori Murakami
弘規 村上
Susumu Ibaraki
晋 茨木
Seiji Nakamura
誠司 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5279529A priority Critical patent/JPH07134647A/ja
Priority to KR1019940026435A priority patent/KR950013093A/ko
Priority to US08/325,057 priority patent/US5621799A/en
Publication of JPH07134647A publication Critical patent/JPH07134647A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、疑似ランダム系列を生成する乱数
発生装置に関するもので、1つの乱数列中の十分位相の
離れた部分を利用して複数の乱数列を同時に出力する乱
数発生装置を提供することを目的とする。 【構成】 フリップフロップ回路1から31,論理積回
路61および62,排他的論理和回路42および43で
M系列を生成し、このときのフリップフロップ回路10
から19の出力を出力として取り出し、次に、これらの
出力を排他的論理和回路44から60で演算することで
隣同士が262142シフトクロックずれた乱数列に
し、さらにrate信号中の1と0の比率で乱数比を制御し
出力とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルデータをラ
ンダム化する際にデータに加算する乱数を発生させる乱
数発生器に関するもので、一度に複数のビットの乱数列
を生成する乱数発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の乱数発生装置としては、例えば暗
号と情報セキュリティ(昭晃堂)pp158に示されている
ような線形フィードバックレジスタによるものがある。
図2は、この従来の乱数発生装置の構成図を示すもので
ある。図2において、74はクロックパルスが入力され
る毎に入力されている値を保持するn個の記憶回路から
なる記憶回路群、75は排他的論理和回路群、76は接
続か接続しないかを制御するスイッチ群である。
【0003】以上のように構成された従来の乱数発生装
置においては、まず、記憶回路群74へ初期値が入力さ
れる。次に、乱数を取り出す毎にクロックパルスが入力
される。そのとき記憶回路群74中のそれぞれの記憶回
路に記憶されている値は、右隣の記憶レジスタにシフト
され記憶されるとともに、一番左にある記憶回路へは、
各記憶回路の出力の線形結合演算結果がフィードバック
される。この際、フィードバックのしかたを示す特性多
項式を h(x)=1-h1x-h2x2-…-hnxn(hiは、0または1で接
続または非接続) としたとき、h(x)が原始多項式で表現される場合、各
レジスタに記憶される値の時系列みた場合の乱数系列
は、M系列の乱数列を生成される。このM系列は、乱数
としての特性もよく一般に広く用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな従来の構成では、乱数値は、1クロックパルス毎に
1ビットしか乱数が新たに発生しない。スクランブル効
果制御などデータ中の特定の符号にのみ乱数を加算した
いときなどは、その符号を検出して処理するなど1ビッ
ト単位で処理するよりも複数のビットからなる符号単位
でその符号中の複数のビットを同時に処理したい場合が
ある。このような複数ビットの出力が必要な場合におい
ては、従来例のような乱数発生装置では、用いるビット
数だけクロックパルスを生成する必要があり、乱数発生
装置が接続されている装置のクロックに比べて、同時に
必要なビット数倍だけ高速なクロックが乱数発生装置に
必要になる問題があった。
【0005】これを解決する手段として、乱数発生装置
を複数個用意することが考えられるが、回路規模が大き
くなる問題があり、また、各レジスタの出力を用いた場
合には、各レジスタの出力の系列は、単にレジスタ間の
シフト数分だけずれているだけであり、同じ乱数列を使
うことになり、データ中の同じ乱数が加算されているデ
ータ同士を加算しあうことで、乱数の影響を取り除くこ
とができる問題があった。
【0006】本発明はかかる点に鑑み、一つの乱数発生
装置で複数の出力をもち、そのそれぞれから出力される
乱数列がそれぞれ独立な乱数として利用可能な乱数発生
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、ビットを
記憶する複数の記憶手段と各記憶手段が記憶する信号を
それぞれ隣接する記憶手段にシフトさせるとともに記憶
手段に記憶されたビット値の線形結合した値をフィード
バックするシフトおよびフィードバック手段からなるM
系列乱数発生手段と少なくとも1つ以上の排他的論理和
演算手段を具備し、各排他的論理和手段は、前記M系列
乱数発生手段中の複数の記憶手段の出力の排他的論理和
結合を演算する排他的論理和手段であり、前記M系列乱
数発生手段中の記憶手段の出力もしくは排他的論理和手
段の出力からなる複数の乱数出力をもつ構成である。
【0008】また、第2の発明は、乱数発生手段と複数
ビットを記憶する記憶手段と論理積回路を具備し、記憶
手段は、乱数発生手段の出力と同期して記憶している信
号を1巡回シフトし、論理積回路は、乱数発生装置のそ
れぞれの出力と記憶手段のビット出力との論理積を出力
する構成である。
【0009】
【作用】第1の発明は前記した構成により、乱数発生装
置の出力は、数シフト分ずれた同じM系列を排他的論理
和演算したことになる。同じM系列でaだけずれたもの
同士の排他的論理和して生成される系列は、同じM系列
の乱数列となり、最初の乱数列の位置からのずれbは、 xb=1+xa mod h(x) によって決定される。これよりbは、h(x)の次数以上
の値となり、その時点でM系列乱数発生手段中に保持さ
れている値より離れたシフト数の位置の乱数列を生成で
きる。
【0010】したがって、排他的論理和演算を組み合わ
せることによって、各出力を1つのM系列の乱数列中の
それぞれ十分離れた位置から切り出し出力できるので、
各出力の乱数列中の位相差より使用するビット数が少な
い範囲内で、それぞれ別々の乱数列とみなし、利用でき
る。また、さらに、フィードバックの仕方を互いに相反
多項式になる原始多項式の間で切り換えてやると、同じ
系列を全く逆の順番に出力するようになるため、各出力
の位相関係を保持したまま、フィードバックの切り換え
によって複雑な乱数列を生成でき、乱数を暗号化に用い
た場合の安全を向上できる。
【0011】また、第2の発明は前記した構成により、
乱数発生装置の出力部に、記憶手段に入力された信号を
巡回シフトしながらデータが論理積演算されるので、乱
数中の1と0の比率が、記憶手段に入力される信号の0
と1の比率によって制御できるとともに、線形処理でな
い論理積演算が加わることで、暗号に用いた場合の安全
性も向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例について、図面
を参照しながら説明する。図1は本発明の第1の実施例
における乱数発生装置装置の構成図を示すものである。
【0013】図1において、1から41はフリップフロ
ップ回路で、共通のシフトクロックパルス信号が入力で
きるように配線が施されており、42から60は排他的
論理和回路、61から72は論理積回路、73は反転回
路である。
【0014】以上のように構成されたこの実施例の乱数
発生装置において、以下その動作を説明する。最初に、
乱数発生装置を所望の値で初期化して動作させる。これ
は、32ビットのseedと10ビットのrate信号であり、
seedの下位31ビットをフリップフロップ回路1から3
1にセットし、seedの上位1ビットを論理積回路61お
よび62の入力信号としてセットし、rate信号をフリッ
プフロップ回路32から41にセットする。
【0015】フリップフロップ回路1から31,論理積
回路61および62,排他的論理和回路42および43
でM系列を生成する乱数発生手段となっており、seedの
最上位ビットが1のとき論理積回路62の出力がオン状
態となり、原始多項式1−x28−x31で生成されるM系
列を生成し、seedの最上位ビットが0のとき論理積回路
61の出力がオン状態となり、原始多項式1−x3−x
31で生成されるM系列の乱数列をシフトクロックパルス
毎に生成する。原始多項式1−x28−x31と原始多項式
1−x3−x31は、互いに相手の相反多項式であるの
で、お互いの乱数を逆の順序で発生する関係にある。そ
して、このときのフリップフロップ回路11から20の
出力をM系列乱数発生手段の出力として取り出す。これ
らの乱数列は、フリップフロップ回路11の信号を先頭
に順に1シフトずつ遅れた同じ乱数列となっている。
【0016】次に、これらの出力を排他的論理和回路4
4から60で演算することで隣同士が262142シフ
トクロックずれた乱数列にしている。これは、例えば以
下のように設定している。フリップフロップ20は、隣
のフリップフロップ19の出力に排他的論理和演算する
と262142シフトクロック分フリップフロップ20
の出力より遅れたもしくは進んだ信号となる。するとフ
リップフロップ20の出力とフリップフロップ18の排
他的論理和は、262142シフトクロック遅れたもし
くは進んだフリップフロップ20と19の出力の排他的
論理和とそれよりさらに1シフト遅れたもしくは進んだ
フリップフロップ19と18の排他的論理和の2つを排
他的論理和したものと等価となり、2倍の524284
シフトクロック遅れたもしくは進んだ信号が生成され
る。以下も同様な手法で排他的論理和演算を組み合わせ
て、所定のシフト数遅らせるもしくは進ませるている。
【0017】次に、rate信号による処理を説明すると、
フリップフロップ回路32から41にセットされた信号
は、シフトクロック毎に1巡回シフトしたことになる。
そして、それぞれのフリップフロップの出力は、乱数発
生手段の出力と論理積演算される。したがって、出力r
n0からrn9は、rate信号の10ビットパターンの中
の1が立っているところのみ、M系列の乱数を出力し、
0の時は、そのまま0の状態となるので、rate信号中の
0と1の比をtとすると出力rn1からrn9中の1と
0の比は、t×1/2となり、rate信号によって乱数比
を制御し出力とする。
【0018】以上のようにこの実施例によれば、seedの
最上位ビットと論理積回路61および62を設けること
により、乱数発生手段のフィードバック位置を簡単に制
御できるとともに、出力rn0からrn9は、等シフト
クロック分遅れた信号に設定しているので、seedの最上
位ビットを切り換えた際にも、隣接した出力間の関係
は、全く対象になっており、1つのM系列乱数中で隣同
士で重なった位置を使わないで利用できる使用シフト数
が変化しないで用いることができる。
【0019】なお、本実施例においては、31ビットの
シフトレジスタで構成されるM系列を用いたが、他のM
系列を生成するものでもよい。また、出力の数も、必要
な数を出力すればよく、出力間同士の位相差も使用する
シフト数を考慮して必要十分なシフト数分だけ離してや
ればよいし、等間隔にする必要もない。
【0020】また、rate信号用のフリップフロップの数
は、本実施例では、出力と同数にしたが、それよりも多
くしてその一部を論理積回路に接続してもよいし、数が
少ない場合には、複数の論理積回路に接続するしてもよ
い。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1つの乱数系列を数シフト間隔離れた位置ごとに分割し
て利用することにより、1つの乱数系列発生手段で同時
に複数の乱数列を出力することができ、その実用的効果
は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における乱数発生装置の
構成図
【図2】従来の乱数発生装置の構成図
【符号の説明】
1〜41 フリップフロップ回路 42〜60 排他的論理和回路 61〜72 論理積回路 73 反転回路
フロントページの続き (72)発明者 中村 誠司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビットを記憶する複数の記憶手段と各記憶
    手段が記憶する信号をそれぞれ隣接する記憶手段にシフ
    トさせるとともに記憶手段に記憶されたビット値の線形
    結合した値をフィードバックするシフトおよびフィード
    バック手段からなるM系列乱数発生手段と、少なくとも
    1つ以上の排他的論理和演算手段とを具備し、各排他的
    論理和手段は、前記M系列乱数発生手段中の複数の記憶
    手段の出力の排他的論理和結合を演算する排他的論理和
    手段であり、前記M系列乱数発生手段中の記憶手段の出
    力もしくは排他的論理和手段の出力からなる複数の乱数
    出力をもつことを特徴とする乱数発生装置。
  2. 【請求項2】M系列乱数発生手段中のフィードバック手
    段は、そのフィードバック方法を示した原始多項式が、
    互いに相反多項式となる2通りのフィードバック手段を
    もち、制御信号によって2つのフィードバック手段のど
    ちらか一方を選択する選択手段を具備したことを特徴と
    する請求項1記載の乱数発生装置。
  3. 【請求項3】乱数発生手段と複数ビットを記憶する記憶
    手段と論理積回路を具備し、前記記憶手段は、前記乱数
    発生手段の出力同期して記憶している信号を1巡回シフ
    トし、前記論理積回路は、乱数発生装置のそれぞれの出
    力と記憶手段のビット出力との論理積を出力することを
    特徴とする乱数発生装置。
  4. 【請求項4】M系列乱数発生手段中のフィードバック手
    段は、そのフィードバック方法を示した原始多項式が、
    互いに相反多項式となる2通りのフィードバック手段を
    もち、制御信号によって2つのフィードバック手段のど
    ちらか一方を選択する選択手段を具備したことを特徴と
    する請求項3記載の乱数発生装置。
JP5279529A 1993-10-19 1993-11-09 乱数発生装置 Pending JPH07134647A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5279529A JPH07134647A (ja) 1993-11-09 1993-11-09 乱数発生装置
KR1019940026435A KR950013093A (ko) 1993-10-19 1994-10-15 스크램블전송장치 및 난수발생장치
US08/325,057 US5621799A (en) 1993-10-19 1994-10-19 Scrambled transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5279529A JPH07134647A (ja) 1993-11-09 1993-11-09 乱数発生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07134647A true JPH07134647A (ja) 1995-05-23

Family

ID=17612285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5279529A Pending JPH07134647A (ja) 1993-10-19 1993-11-09 乱数発生装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07134647A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100611955B1 (ko) * 1999-07-20 2006-08-11 삼성전자주식회사 스크램블러
US7092979B1 (en) 1999-07-10 2006-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Random data generator and scrambler using the same, and method therefore
JP2009531761A (ja) * 2006-03-31 2009-09-03 シューマッハ,アラン 乱数を発生するための方法および装置
US8294963B2 (en) 2006-11-06 2012-10-23 Oki Data Corporation Image forming apparatus
JP2017102844A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社東芝 乱数発生回路および半導体記憶装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7092979B1 (en) 1999-07-10 2006-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Random data generator and scrambler using the same, and method therefore
KR100657240B1 (ko) * 1999-07-10 2007-01-12 삼성전자주식회사 랜덤 데이터 발생기
KR100611955B1 (ko) * 1999-07-20 2006-08-11 삼성전자주식회사 스크램블러
US7277545B1 (en) 1999-07-20 2007-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Scrambler and scrambling method
JP2009531761A (ja) * 2006-03-31 2009-09-03 シューマッハ,アラン 乱数を発生するための方法および装置
US8370412B2 (en) 2006-03-31 2013-02-05 Alain Schumacher Method and apparatus for generating random numbers
US8294963B2 (en) 2006-11-06 2012-10-23 Oki Data Corporation Image forming apparatus
JP2017102844A (ja) * 2015-12-04 2017-06-08 株式会社東芝 乱数発生回路および半導体記憶装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2937919B2 (ja) 疑似乱数発生回路
JP3024702B2 (ja) ダイナミックフィードバックスクランブル技術キーストリーム発生装置
US7142675B2 (en) Sequence generator and method of generating a pseudo random sequence
JP4418713B2 (ja) 乱数発生方法及び乱数発生装置
JP4663872B2 (ja) 均一な分布を有する非反復性の数の列を発生する方法
US20140237013A1 (en) Pseudo-random bit sequence generator
JPH07134647A (ja) 乱数発生装置
JP2002261587A (ja) 疑似ランダム信号発生回路
JP5119417B2 (ja) 擬似乱数生成装置
EP0280802B1 (en) Generation of trigger signals
JPH0651957A (ja) 乱数発生装置
JP2792242B2 (ja) 反転回路付きスクランブラ
SU739602A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
JP2755453B2 (ja) データスクランブル装置
JP3425163B2 (ja) 乱数生成装置
JPH0380646A (ja) 擬似乱数加算回路
SU1552395A1 (ru) Устройство дл формировани оптимальных дискретно-частотных сигналов
SU924706A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
SU1578836A1 (ru) Формирователь квазиоптимальных дискретно-частотных сигналов
JPH0419572B2 (ja)
JPS6319038A (ja) 乱数発生器
JPH1011268A (ja) 擬似ランダム系列符号発生装置
SU1010622A1 (ru) Генератор псевдослучайных чисел
JPH1185475A (ja) 乱数発生装置
JPH10154068A (ja) M系列符号発生器