git.gag.com Git - web/altusmetrum/blob - ChaosKey/index.mdwn

   1 # ChaosKey
   2
   3 This is a hardware True Random Number Generator that attaches via USB.
   4
   5 The Linux Kernel, starting with version 4.1, includes source for this
   6 driver. It should be built by default in your distribution. If your
   7 using Linux + KVM to host other Linux instances, read the
   8 VirtualMachine page to see how you can configure the guests to share
   9 the host entropy source.
  10
  11 ## Version 1.0 ##
  12
  13 1.0 is the first production version of ChaosKey. The first run of 1000
  14 units is expected sometime around August, 2016.
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  16 <a href="v1.0/chaoskey-bare.jpg"><img src="v1.0/chaoskey-bare-thumb.jpg"></a>
  17
  18 <a href="v1.0/chaoskey-boxed.jpg"><img src="v1.0/chaoskey-boxed-thumb.jpg"></a>
  19
  20 ### Version 1.0 Hardware ###
  21
  22  * [STM32F042](http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1574/LN1823?icmp=stm32f0x2-line_pron_pr_jan2014&sc=stm32f0x2-pr) System-on-Chip
  23     * ARM Cortex-M0 MCU
  24     * 32k Flash
  25     * 6k RAM
  26     * USB 2.0 Full Speed
  27     * Crystal-less operation
  28  * 20V noise source
  29     * AP3015A boost regulator
  30     * back-to-back 3904 transistor noise
  31  * [OPA356](http://www.ti.com/product/opa356) op amp
  32     * 200MHz GBP
  33
  34 Here's a circuit diagram of the noise source:
  35
  36 <img src="v1.0/noise-source.svg">
  37
  38 ### Version 1.0 Bits ###
  39
  40 Source code for the firmware, flash loader and a utility to pull raw
  41 bits from the noise source are available here:
  42
  43 [AltOS Git Repository](http://git.gag.com/?p=fw/altos;a=summary)
  44
  45 Hardware designs using [gEDA](http://www.geda-project.org/) are
  46 available here:
  47
  48 [ChaosKey Hardware Design Files](http://git.gag.com/?p=hw/chaoskey;a=summary)
  49
  50 ## Version 0.3 ##
  51
  52 This one uses the better noise source coupled with an op amp that
  53 provides 2MHz of bandwidth at a gain of 100, offering linear frequency
  54 response at a million samples per second.
  55
  56 A photo of prototype version 0.3:
  57
  58 <a href="v0.3/chaoskey-v0.3.jpg"> <img src="v0.3/chaoskey-v0.3-thumb.jpg"></a>
  59
  60 Here's a circuit diagram of the noise source:
  61
  62 <img src="v0.3/noise-source.svg">
  63
  64 Version 0.3 uses the same hardware design as version 1.0, except that
  65 it uses a QFP package version of the processor instead of the QFN used
  66 in 1.0, and hence needs a larger circuit board.
  67
  68 ## Version 0.2 ##
  69
  70 This version uses a better noise source, but the single transistor amp
  71 designed to get from the 20mV noise source to a digital value doesn't
  72 provide enough bandwidth, so the resulting signal seen by the CPU has
  73 poor frequency response.
  74
  75 Here's a photo of prototype version 0.2:
  76
  77 <a href="v0.2/chaoskey-v0.2.jpg"> <img src="v0.2/chaoskey-v0.2-thumb.jpg"></a>
  78
  79 ### Version 0.2 Hardware ###
  80
  81  * [STM32F042](http://www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1574/LN1823?icmp=stm32f0x2-line_pron_pr_jan2014&sc=stm32f0x2-pr) System-on-Chip
  82     * ARM Cortex-M0 MCU
  83     * 32k Flash
  84     * 6k RAM
  85     * USB 2.0
  86     * Crystal-less operation
  87  * 20V noise source
  88     * AP3015A boost regulator
  89     * back-to-back 3904 transistor noise
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  91 ## Version 0.1 ##
  92
  93 These are photos of prototype version 0.1:
  94
  95 <a href="v0.1/chaoskey-v0.1-top.jpg"> <img src="v0.1/chaoskey-v0.1-top-thumb.jpg"></a>
  96 <a href="v0.1/chaoskey-v0.1-bottom.jpg"> <img src="v0.1/chaoskey-v0.1-bottom-thumb.jpg"></a>
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  98 ### Version 0.1 Hardware ###
  99
 100  * [NXP LPC11U14](http://www.nxp.com/products/microcontrollers/cortex_m0_m0/LPC11U14FHI33.html) System-on-Chip
 101         * ARM Cortex-M0 MCU
 102         * 32k Flash
 103         * 6k RAM
 104         * USB 2.0
 105         * 8 12-bit analog inputs
 106         * I2C, SPI, async serial
 107         * digital I/O
 108  * ZXRE1004 zener diode noise source
 109  * MCP6L92 dual op-amp
 110
 111 ## Software ##
 112
 113 * Firmware Features
 114         * [AltOS](../AltOS/) is written mostly in C with some ARM assembler
 115 * Tools Used
 116         * [gEDA](http://www.gpleda.org/) for schematic capture and PCB layout
 117         * [GCC](http://gcc.gnu.org/) compiler and source debugger
 118 * Licenses
 119         * The hardware is licensed under the [TAPR](http://www.tapr.org) [Open Hardware License](http://www.tapr.org/ohl.html)
 120         * The software is licensed [GPL version 2](http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/gpl-2.0.html)