Kaotik osilatör girişli ADC tabanlı rastgele sayı üreteci
Chaotic oscillator input ADC based random number generator
Yazar: AHMET ŞAMİL DEMİRKOL
Danışman: DOÇ.DR. SERDAR ÖZOĞUZ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu çalışmanın amacı kaotik osilatör girişli bir gerçek rastgele sayı üreteci tasarlamaktır.Kullanılan osilatör, parametreleri kontrol edilebilen, tümleştirmeye uygun ve yüksekfrakanslarda çalışabilen türdendir. Tasarlanan rastgele sayı üreteci, literatürde sıkkullanılan bir matematiksel modele uygun, analog/dijital dönüştürücü tabanlı bir yapıyasahiptir. Bu yapının özelliği, aynı modele uygun diğer yapılara göre daha hızlı çalışmasıve kolay tasarlanabilir olmasıdır. Rastgele sayı üretecinin başarımını test etmek üzere,kaotik osilatör ve analog/dijital dönüştürücü tabanlı yapı, ayrık elemanlar kullanılarakgerçeklenmiştir. Sayı üretecinin çıkışından alınan veriler, National Institute of Standartsand Technology (NIST) kurumu tarafından geliştirilmiş, en geçerli testlerden biri olanNIST 800-22 testine tabi tutulmuştur. Üretecin testlerden başarıyla geçtiği görülmüştür.Literatürde bu testten geçen çok az sayıda yapının olması, tasarlanan üretecinbaşarısını göstermektedir. Kullanılan kaotik osilatörün çalışma frekansı, sayı üretecininçıkış hızını doğrudan etkilemektedir. Bu sebeple osilatör devresi mümkün olduğuncayüksek frekanslarda çalışmalıdır. Spectre simülatörüyle yapılan benzetim sonucu,kaotik osilatörün çalışma frekansının 60 Mhz mertebesinde olduğu görülmüştür. Bu darastgele sayı üretecinin çıkış hızının birkaç on Mbit/s mertebesinde olduğu anlamınagelir. Bunun yanı sıra, analog/dijital dönüştürücü tabanlı yapı, mevcut modele uygunolacak şekilde tümdevre olarak gerçeklendiğinde, ayrık tasarıma göre çok daha basitolarak gerçeklenebileceği unutulmamalıdır.Anahtar Kelimeler: Rastgele Sayı Üreteci, Kaotik Osilatör

Abstract:
The purpose of this study is to design a chaotic oscillator input random numbergenerator. The oscillator used has controllable parameters, is appropriate for IC designand can operate at high frequencies. The proposed random number generator,convenient with a mathematical model used frequently in literature, has ananalog/digital convertor based structure. The specialty of this structure is that, it worksfaster and can be designed easier with respect to the other structures having the samemodel. In order to test the random number generator, the chaotic oscillator and theanalog/digital convertor based structure are implemented using discerete components.The data got from the output of the number generator is tested by one of the mostacceptable tests suite named NIST 800-22 which is developed by National Institute ofStandarts and Technology (NIST). It is seen that the generator passed the testssuccesfully. It shows the success of the designed generator that there is only a fewnumber of generators passing the test in the literature. The operation frequency of theused oscillator affects directly the speed of the random number generator. For thisreason, the oscillator must work at as high frequencies as possible. From Spectre Spicesimulator, it is observed that the operating frequency of the oscillator is at the order of60 Mhz which means that the output rate of the random number generator is at theorder of tens of Mbit/s. Additionally, it must be noted that the analog/digital converterbased structure can be implemented as an integrated circuit eaiser than the discretedesign, still convenient with the same mathematical model.Keywords: Random Number Generator, Chaotic Oscillator