A novel true random number generator based on a stochastic diffusive memristor.
A novel true random number generator based on a stochastic diffusive memristor.
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DOI：
10.1038/s41467-017-00869-x
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发表时间：
2017-10-12
影响因子：
16.6
通讯作者：
Xia Q
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang H;Belkin D;Savel'ev SE;Lin S;Wang Z;Li Y;Joshi S;Midya R;Li C;Rao M;Barnell M;Wu Q;Yang JJ;Xia Q
忆阻器中开关行为的固有可变性一直是其作为下一代通用存储器被采用的主要障碍。另一方面，这种自然的随机性对于硬件安全应用是有价值的。在这里，我们提出并证明了一种新的真随机数发生器，利用随机延迟时间的阈值开关在Ag：SiO2扩散忆阻器，表现出明显的优势，在可扩展性，电路复杂性和功耗。扩散忆阻器真随机数发生器生成的随机位通过了所有15个NIST随机性测试，无需任何后处理，这是忆阻开关真随机数发生器的第一次。基于纳米粒子的动态模拟和分析估计，我们属性的随机延迟时间的概率过程，银粒子脱离Ag水库。这项工作为忆阻器在物联网时代的硬件安全应用铺平了道路。忆阻器可以在高电阻状态和低电阻状态之间切换，但切换行为可能是不可预测的。在这里，作者利用这种不可预测性来开发一种基于忆阻器的真随机数发生器，该发生器使用阈值切换的随机延迟时间
The intrinsic variability of switching behavior in memristors has been a major obstacle to their adoption as the next generation of universal memory. On the other hand, this natural stochasticity can be valuable for hardware security applications. Here we propose and demonstrate a novel true random number generator utilizing the stochastic delay time of threshold switching in a Ag:SiO2 diffusive memristor, which exhibits evident advantages in scalability, circuit complexity, and power consumption. The random bits generated by the diffusive memristor true random number generator pass all 15 NIST randomness tests without any post-processing, a first for memristive-switching true random number generators. Based on nanoparticle dynamic simulation and analytical estimates, we attribute the stochasticity in delay time to the probabilistic process by which Ag particles detach from a Ag reservoir. This work paves the way for memristors in hardware security applications for the era of the Internet of Things. Memristors can switch between high and low electrical-resistance states, but the switching behaviour can be unpredictable. Here, the authors harness this unpredictability to develop a memristor-based true random number generator that uses the stochastic delay time of threshold switching
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影响因子：
3.5
作者：
Pickett, Matthew D.;Williams, R. Stanley
通讯作者：
Williams, R. Stanley
影响因子：
16.6
作者：
Pi, Shuang;Ghadiri-Sadrabadi, Mohammad;Xia, Qiangfei
通讯作者：
Xia, Qiangfei
DOI：
10.1109/jetcas.2015.2426492
发表时间：
2015-06-01
影响因子：
4.6
作者：
Balatti, Simone;Ambrogio, Stefano;Ielmini, Daniele
通讯作者：
Ielmini, Daniele
影响因子：
3.7
作者：
Bucci, M;Germani, L;Varanonuovo, M
通讯作者：
Varanonuovo, M
影响因子：
6.7
作者：
Gaba, Siddharth;Sheridan, Patrick;Lu, Wei
通讯作者：
Lu, Wei