真随机数比伪随机数具有更好的独立性、均匀分布性、不可再生性,近年来在信息安全,特别是网络安全领域起着不可或缺的作用,因此对它的研究越显迫切,成为国内外众多院校和研究机构目前的研究热点之一高质量的真随机数今后将在不同领域中得到广泛应用。本文提出了一种基于FPGA平台的真随机数产生方法,探讨了利用真随机数对图像进行加密的可行性。经实验证明,利用触发器的亚稳态产生的随机序列可通过N工ST测试,随机性符合设计要求,实验表明真随机数应用于图像加密,显著减小了像素相关性,提高了抗剪切和抗噪声性能。本文研究工作为以下几部分：1.对随机数应该满足的条件和产生方法进行分析,研究了产生伪随机数和真随机数的方法,以及基于硬件平台实现真随机数生成器的原理,提出一种新型的将触发器的亚稳态作为随机源的真随机数生成器。(1)对可编程逻辑器件的设计方法和流程进行学习和研究,利用Verilog-HDL语言设计RS触发器,调整时序使得触发器处于亚稳态,为真随机数的产生提供了熵源,对多个触发器的输出进行异或操作,初步改善序列的随机性,构成随机源模块。(2)引入后处理模块来提高随机序列的质量和增加每比特的熵,该模块采用四级异或链与小m序列生成器进行异或的结构,构造简单,易于实现。2.采用美国国家标准和技术研究所(NIST)的测试标准和软件,对产生的真随机数进行随机性能测试,对每组10M比特序列进行15项的随机性能指标检测。3.提出了一种基于真随机数的数字图像加密技术,利用真随机数对灰度图像的像素序列进行异或加密,加密过程简单,容易实现。经实验证明,加密后图像的像素相关性小,具有良好的抗剪切攻击和抗噪声性能。