합성 가능한 사이리스터형 누설전류 기반 진난수발생기
A Synthesizable Thyristor-Like Leakage- Based True Random Number Generator
- 주제(키워드) 난수발생기 , 하드웨어 보안 , 누설전류 기반
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이종민
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 지능형반도체공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000035711
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 하드웨어 보안을 위해 디지털 회로로 합성 가능한 사이리스터형 누설전류 기반 진난수발생기(Thyristor-Like Leakage- Based True Random Number Generator, TL TRNG)를 제안한다. 제안된 회로는 사이리스터 구조가 누설전류에 의해 래칭하는 시간의 분포가 크다는 특성을 활용하여 충분한 노이즈(Noise) 축적 시간을 확보함으로써 추출된 난수가 높은 무작위성을 달성할 수 있도록 설계되었으며, 단순한 셀 구조를 통해 설계 비용을 감소시켰다. TL TRNG 는 65nm CMOS 공정으로 제작되었으며 시뮬레이션 결과, 14.4μm²의 매우 작은 면적 내에서 0.397Mbps 의 처리속도를 확보하였으며, 27.57Gbps/mm²의 우수한 면적-처리속도 트레이드- 오프를 달성하였다. 또한, 라이브러리 특성화(Library- characterization)과정을 거쳐 표준 셀(Standard cell)로 제작되었으며, 이를 통해 기존 풀 커스텀(Full-custom) 기반 설계와 달리 디지털 설계 플로우에 적용이 가능하다. 이러한 표준 셀 기반 라이브러리 특성화로 설계 효율성을 향상시키고 개발비용 절감의 효과를 기대할 수 있다. 또한, TL TRNG 셀의 개수를 자유롭게 조정하여 병렬화 할 수 있어 응용 환경에 따라 처리량 및 확장성을 유연하게 확보할 수 있다. 아울러, NIST SP 800-22 및 800-90B 테스트를 통한 무작위성 검증 결과, 제안된 난수 발생기는 모든 항목을 통과하여 우수한 난수 품질과 하드웨어 보안 시스템으로의 응용 적합성을 입증하였다. 주제어 — 난수발생기, 하드웨어 보안, 누설전류 기반
more목차
Ⅰ 서론 1
Ⅱ 본론 5
1. 제안하는 TL TRNG 셀 구조 및 특징 5
1.1. TL 셀의 동작 원리 5
1.2. TL TRNG 셀의 난수생성 원리 6
1.3. TL TRNG 셀의 라이브러리 특성화 및 병렬화 10
2. 결과 18
2.1. 시뮬레이션 결과 및 성능비교 18
Ⅲ 결론 34
참고문헌 35
Abstract 38
