As fourth industrial revolution has been come, security is increasingly important. Given that random number is essential for encryption, developing true random number is necessary as it is non-decryptable. Researchers have been studying utilizing the intrinsic stochasticity of the memristor to generate true random numbers. Here we propose a novel method to generate true random numbers utilizing the stochastic oscillation behavior of NbO$_x$ mott memristor. It is operated by self-clocking induced by the oscillation signal from mott memristor. The random number generation rate can be over 40 kb s-1, which is the fastest record compared with previous volatile memristor-based TRNG devices. Furthermore, its dimensionless operating principle enables high tolerance against both ambient temperature and device-to-device variations, realizing strong security hardware viable in harsh environments.
4차 산업 혁명 시대가 도래하며, 보안의 중요성이 점점 증가되고 있다. 보안에 있어서 난수는 가장 기본적인 것으로, 해독이 불가능한 진성 난수의 개발이 중요하다. 일환으로, 멤리스터 소자의 내재된 혼돈성을 이용한 하드웨어 기반의 보안 소자에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 NbO$_x$ 모트 전이 소자의 확률적 진동 동작을 이용한 진성 난수를 생성하는 진보된 방법을 제안한다. 본 난수 발생기는 소자의 진동 신호를 클록 신호로 이용하는 셀프 클로킹 방식으로 구동된다. 또한 난수 생성 속도는 최소 40kb s-1를 보이며, 현재까지 보고된 휘발성 멤리스터 기반의 진성 난수 발생기 중 가장 빠른 기록이다. 또한 무차원 작동 원리를 통해 주변 온도나 소자 간의 특성 차에 대해 모두 높은 내성을 보이며, 이는 혹독한 환경에서도 강력한 보안 하드웨어로 사용될 수 있음을 보여준다.
