周边栅极 SPAD TRNG 中的偏置变动补偿
仪器与探测器
2025-06-23 v1 硬件体系结构
密码学与安全
计算机视觉与模式识别
摘要
利用熵源元素数组构成的随机数生成器会受到偏置变动（BV）的影响。尽管存在高效的去偏算法，但针对硬件友好选项的优化实现取决于原始比特流的位偏置，无法适应广泛的 BV。在本工作中，我们 presented了一个由 64×64 的周边栅极单光子雪泝二极管（pgSPAD）数组构成的熵源，用于生成具有 BV 补偿技术的随机二进制串。该阵列采用 0.35 μm 标准 CMOS 技术制造。通过施加基于器件本native暗计数率的适当栅极电压，我们展示了在室温下，原始比特生成速率为 2 kHz/pixel 时，BV 小于 1%。原始比特采用经典的迭代 von Neumann 算法进行去偏，去偏后的比特通过了 NIST 统计测试套件中全部 16 项测试。
引用
@article{arxiv.2506.15888,
title = {Bias Variation Compensation in Perimeter-Gated SPAD TRNGs},
author = {Md Sakibur Sajal and Hunter Guthrie and Marc Dandin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15888},
year = {2025}
}
备注
5 pages, 8 figures, 1 software, accepted at MWSCAS 2025 conference