--- title: "Powered by a Gamma-Event True Random Number Generator" url: "https://maker.wiznet.io/jaden/projects/powered-by-a-gamma-event-true-random-number-generator/" markdown_url: "https://maker.wiznet.io/jaden/projects/powered-by-a-gamma-event-true-random-number-generator/md" type: "UCC: User Created Content" author: "J.D." author_url: "https://atlane.de/request-a-decision-from-the-universe/" editor: "WIZnet" editor_url: "https://maker.wiznet.io/" original_author: "J.D." original_url: "https://atlane.de/request-a-decision-from-the-universe/" published: "2026-04-04" language: "en" likes: 0 views: 254 comments: 0 source: "WIZnet Makers (https://maker.wiznet.io/)" --- # Powered by a Gamma-Event True Random Number Generator > Powered by a Gamma-Event True Random Number Generator Original author: J.D. (source: https://atlane.de/request-a-decision-from-the-universe/) ## Article ## How to Build a Networked TRNG with W5500-EVB-Pico Using Gamma Radiation? ## Summary 이 프로젝트는 Raspberry Pi Pico(RP2040)와 WIZnet W5500-EVB-Pico를 기반으로 감마선 이벤트를 이용한 True Random Number Generator(TRNG)를 구현하고, 이를 네트워크로 확장한 시스템입니다. W5500은 생성된 난수를 Ethernet으로 전송하는 역할을 하며, 웹 애플리케이션과 연동되어 실시간 시각화와 검증까지 가능한 엔트로피 서비스로 동작합니다. --- ## What the Project Does 핵심 구조는 두 부분으로 나뉩니다: ### 1) 펌웨어 (RP2040 + W5500) ![](https://atlane.de/wp-content/uploads/2024/05/2923C9C1-EE5E-4DD7-A779-9CCFC44D4D09_1_201_a-1024x997.jpeg) - Geiger 계수기로 감마선 이벤트 감지 - ADC를 통해 이벤트 펄스 샘플링 - 랜덤 타이밍을 기반으로 난수 생성 - 생성된 데이터를 버퍼링 후 서버로 전송 ### 2) 웹 애플리케이션 (Flask 기반) ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/2753863%5F1775325753%2Epng) [Link](https://decision.atlane.de/) - 실시간 데이터 시각화 (WebSocket) - 난수 품질 검증 (NIST 테스트) - 사용자 인터페이스 제공 특히 이 프로젝트의 특징은: 👉 단순 난수 생성이 아니라 👉 **“사용자가 질문을 입력하면 랜덤으로 Yes/No를 반환하는 인터랙션 시스템”** 즉: - 사용자 질문 입력 - TRNG 기반 랜덤 생성 - 결과를 웹에서 표시 이 구조는 “Request a decision from the universe”라는 컨셉으로 구현되어 있습니다. --- ## Where WIZnet Fits 이 프로젝트는 **WIZnet W5500 (W5500-EVB-Pico)**를 핵심 구성으로 사용합니다. ### 역할 - TRNG 데이터를 외부 서버로 전송하는 **네트워크 인터페이스** - RP2040의 한 코어와 함께 **데이터 업로드 전용 경로 구성** - 장치를 **실시간 데이터 스트리밍 노드**로 변환 ### 구조적으로 중요한 포인트 이 프로젝트는 RP2040의 **듀얼 코어 구조**를 적극 활용합니다: - Core 0 → 네트워크 처리 (W5500) - Core 1 → 고속 ADC 기반 이벤트 수집 이 구조는 매우 의미가 큽니다: - TRNG 품질 유지 (타이밍 왜곡 없음) - 네트워크 처리와 완전 분리 ### 왜 W5500이 적합한가 - 하드웨어 TCP/IP 오프로드 → CPU 간섭 최소화 - 안정적인 유선 통신 → 이벤트 기반 데이터 손실 방지 - 최대 8소켓 → 다중 클라이언트 확장 가능 결과적으로 W5500은 단순 통신칩이 아니라: 👉 **“TRNG를 서비스화하는 핵심 인프라 요소”** --- ## Implementation Notes 리포지토리 구조 기준으로 확인되는 핵심 구현 특징: - MicroPython 기반 펌웨어 (RP2040) - ADC 이벤트 감지 → 임계값 기반 감마 이벤트 추출 - 이벤트 데이터 버퍼링 후 자동 업로드 - DHCP / Static IP 지원 - Watchdog 기반 안정성 확보 - 내장 상태 페이지 제공 웹 쪽에서는: - WebSocket 기반 실시간 스트리밍 - SQLite 기반 데이터 저장 - 사용자 입력 기반 Q&A 시스템 - Rate limiting 및 필터링 포함 중요한 설계 포인트: 👉 **엔트로피 생성과 네트워크 전송을 완전히 분리** 이 구조 덕분에: - 난수 품질 유지 - 네트워크 지연 영향 최소화 --- ## Practical Tips / Pitfalls - Geiger 신호는 반드시 **노이즈 필터링** 필요 - ADC 임계값 설정이 잘못되면 엔트로피 품질 저하 - 이벤트 기반이라 **버퍼 관리 중요** - W5500 사용 시: - SPI 안정성 확보 필수 - PHY 링크 먼저 확인 - 네트워크 전송 시: - burst 데이터 대비 처리 필요 - 보안적으로: - 외부 입력 제한 (entropy source 보호) - Wi-Fi 대신 Ethernet 사용이: - 지연 안정성 측면에서 훨씬 유리 --- ## FAQ **Q: 왜 이 프로젝트에서 W5500을 사용하나요?** A: 네트워크 처리를 하드웨어로 오프로드하여 RP2040이 엔트로피 생성에 집중할 수 있고, 안정적인 유선 통신으로 데이터 손실 없이 전송할 수 있기 때문입니다. **Q: W5500은 시스템에서 어떤 역할을 하나요?** A: 생성된 난수를 서버로 전송하고, 장치를 네트워크 기반 엔트로피 노드로 동작하게 하는 핵심 인터페이스입니다. **Q: RP2040의 듀얼 코어는 어떻게 활용되나요?** A: 한 코어는 감마 이벤트 수집, 다른 코어는 W5500을 통한 네트워크 전송을 담당하여 서로 간섭을 최소화합니다. **Q: 이 프로젝트는 초보자도 가능한가요?** A: 하드웨어(방사선 검출), 펌웨어, 네트워크, 웹까지 포함된 구조라 중급 이상 수준이 필요합니다. **Q: 일반 PRNG나 Wi-Fi 기반 시스템과 비교하면 어떤가요?** A: TRNG는 물리 기반 랜덤성을 제공하고, W5500 Ethernet은 Wi-Fi 대비 지연과 패킷 손실이 적어 전체 시스템 신뢰성이 높습니다. --- ## Source - Original Project: - Related Web Application: - Hardware Platform: W5500-EVB-Pico (WIZnet) - License: Repository 참고 --- ## Tags #W5500 #W5500EVBPico #RP2040 #TRNG #GammaRay #Ethernet #WIZnet #Security #EmbeddedSystems #Entropy #WebApp #IoT --- ## How to Build a Networked TRNG with W5500-EVB-Pico Using Gamma Radiation? ## Summary This project implements a gamma radiation-based True Random Number Generator (TRNG) on a Raspberry Pi Pico (RP2040) using the WIZnet W5500-EVB-Pico platform. It captures entropy from radioactive decay and delivers it over Ethernet, enabling a network-accessible entropy service with real-time visualization and validation through a connected web application. --- ## What the Project Does ### 1) Embedded System (RP2040 + W5500) ![](https://atlane.de/wp-content/uploads/2024/05/2923C9C1-EE5E-4DD7-A779-9CCFC44D4D09_1_201_a-1024x997.jpeg) - A **Geiger counter** detects gamma radiation events - Pulses are sampled via ADC and processed into random bits - Data is buffered and transmitted over Ethernet ### 2) Web Application Layer ![](https://maker.wiznet.io/upload/ckeditor5/2753863%5F1775325753%2Epng) [Link](https://decision.atlane.de/) - A server (Flask-based) receives entropy data - WebSocket enables **real-time visualization** - Statistical validation (e.g., NIST-style checks) is applied - Users interact via a web UI A unique feature of this project is its interactive concept: - Users submit a question - The system returns a **random Yes/No decision** - The randomness is derived from real physical events This transforms the system into an **interactive randomness service**, not just a generator. --- ## Where WIZnet Fits This project explicitly uses the **WIZnet W5500** via the **W5500-EVB-Pico** platform. ### Role in the system: - Provides the **Ethernet interface for entropy transmission** - Offloads TCP/IP processing from the RP2040 - Enables continuous streaming of random data to external systems ### Architectural significance: The system leverages the RP2040’s dual-core design: - One core handles **gamma event acquisition and entropy extraction** - The other handles **network transmission via W5500** This separation is critical: - Prevents timing distortion in entropy generation - Ensures stable and uninterrupted data delivery ### Why W5500 is a strong fit: - Hardware TCP/IP offload reduces CPU interference - Wired Ethernet ensures **deterministic latency** - Supports multiple sockets for scalable data distribution In this project, W5500 is not optional—it enables the transition from a local TRNG to a **networked entropy infrastructure component**. --- ## Implementation Notes Based on the repository and associated web implementation: - Firmware runs on RP2040 (likely MicroPython or C-based) - ADC is used for pulse detection and threshold-based event extraction - Data is buffered before transmission to handle bursty radiation events - Network communication uses the W5500 via SPI On the server side: - Flask-based backend - WebSocket for real-time updates - Database (e.g., SQLite) for logging entropy data - User interface for querying randomness (Yes/No system) A key design principle: - **Strict separation between entropy generation and network transmission** This ensures: - High-quality randomness (no timing interference) - Reliable and scalable data delivery --- ## Practical Tips / Pitfalls - Proper **signal conditioning** is critical for Geiger tube output - Incorrect ADC thresholds can introduce bias - Use buffering to handle **non-uniform event bursts** - Ensure stable **SPI communication** with W5500 - Always verify **PHY link status** before debugging software - Prefer Ethernet over Wi-Fi for **low jitter and packet reliability** - Secure the entropy source—avoid exposing control interfaces publicly --- ## FAQ **Q: Why use W5500 in a TRNG system?** A: It enables hardware TCP/IP offload, allowing the RP2040 to focus on entropy generation while ensuring stable and reliable network transmission. **Q: How is W5500 connected to the RP2040?** A: Through SPI on the W5500-EVB-Pico platform, which integrates both components into a compact, ready-to-use board. **Q: What role does W5500 play in this project?** A: It transmits generated random data to external systems, enabling the device to function as a network-accessible entropy source. **Q: Is this suitable for beginners?** A: This is an advanced project involving hardware sensing, embedded processing, networking, and web integration. Intermediate to advanced experience is recommended. **Q: How does this compare to PRNG or Wi-Fi-based systems?** A: TRNG provides true physical randomness, while W5500 Ethernet ensures stable, low-latency delivery compared to software PRNG and Wi-Fi-based communication. --- ## Source - Original Project: - Related Web Application: - Hardware Platform: W5500-EVB-Pico (WIZnet) - License: Refer to repository --- ## Tags #W5500 #W5500EVBPico #RP2040 #TRNG #GammaRay #Ethernet #WIZnet #Security #EmbeddedSystems #Entropy #WebApp #IoT --- Source: https://maker.wiznet.io/jaden/projects/powered-by-a-gamma-event-true-random-number-generator/