东芝日前开发成功了全球最小的加密乱数生成数字电路。电路面积约为0.03mm×0.03mm。所生成的每位乱数均具有很高的不可预测性，符合美国标准技术局（NIST）的要求。尽管此前的基于热噪声的乱数发生电路也通过了NIST的检测，但尺寸最小也在1mm×1mm前后。

　　东芝计划将该电路嵌入保存有个人信息的IC卡上使用的LSI。该电路不对外销售，计划主要用于提高东芝半导体公司LSI的附加值。目前尚未公开产品供货日期。

仅通过数字电路生成乱数

　　关于该技术，东芝表示“由于牵涉到专利问题”，因此，未公开具体内容。不过，据说不同于采用软件生成模拟乱数的技术以及该公司此前发表的采用单电子晶体管的技术。

　　此前采用热噪声的发生器必须配备噪音源、放大器和A-D转换器三种装置，因此，很难缩小尺寸。相反，此次的电路没有采用放大器和A-D转换器，仅由数字电路构成，因此，可以减小尺寸。另外，由于不同于采用软件生成模拟乱数，而是“通过硬件生成乱数”（东芝），因此，乱数质量与模拟乱数相比有很大提高。

　　估计处理器采用90nm的CMOS技术。“嵌入系统LSI时，不需要另外增加工序”（东芝）。一秒钟生成两亿个一位乱数。通过并列使用，还可生成多位乱数。该电路不同于模拟乱数电路，不需要设定乱数的初始值。

東芝は，暗号処理に使う乱数を発生する世界最小のデジタル回路を開発した。回路の面積は0.03mm×0.03mmほど。生成する1ビットの乱数は，米国標準技術局（NIST）の検定に合格するほどの高い予測不可能性を持つという。従来は，NISTの検定に適合する乱数生成回路として熱雑音を利用した回路はあったが，1mm×1mmほどまでしか小型化できなかったという。

　東芝はこの回路を，個人情報の入ったICカードなどに使うLSIへ組み込むことを狙う。回路の外販は行わず，東芝セミコンダクター社のLSIの付加価値を高めるために利用するとしている。製品の出荷時期は明らかにしていない。

デジタル回路だけで乱数を発生

　東芝はこの技術について「特許の問題がからむため」として詳細を明かしていない。ただし，ソフトウエアによる擬似乱数生成技術や，以前同社が発表した単電子トランジスタを使用する技術（NE ONLINE関連記事）とは異なるという。

　従来の熱雑音を用いた発生器の場合は，雑音源，増幅器，A-D変換器の3つの機構が必要であり，小型化が難しかった。これに対して今回の回路は，増幅器やA-D変換器といったアナログ回路を使わず，デジタル回路だけで構成したため，小型化が可能になったという。加えて，ソフトウエアを使った擬似乱数発生と違い「ハードウエアで乱数を生成させている」（東芝）ため，擬似乱数と比べて乱数の品質を格段に高くできたという。

　プロセスは90nmのCMOS技術を使用するとみられる。「システムLSIに組み込むにあたり，特別な工程を追加する必要はない」（東芝）。一秒間に2億個（200MHz）の1ビット乱数を生成する。並列化により，多ビットの乱数生成も可能である。擬似乱数回路と違い，乱数の初期値設定は必要ない。