吴佳辰 宋峥 谢溢锋 周心雨周沛2)† 穆鹏华 李念强2)‡

1) (光电科学与工程学院, 苏州纳米科技协同创新中心, 苏州大学, 苏州 215006)

2) (江苏省先进光学制造技术重点实验室, 教育部/江苏省现代光学技术重点实验室, 苏州大学, 苏州 215006)

3) (光电信息科学技术学院, 烟台大学, 烟台 264005)

本文提出采用可集成的激光器阵列后处理光反馈半导体激光器的输出, 进而获得无时延特征的优质混沌熵源, 进一步获取高速高品质随机数序列.方案中采用常规的8位模数转换采样量化和多位最低有效位异或提取处理, 采用国际公认的随机数行业测试标准(NIST SP 800-22)来检验产生的序列.结果表明, 通过激光器阵列后处理的混沌熵源所获取的随机数序列具有均匀的分布特性, 散点图无明显图案, 可以成功通过NIST SP 800-22的全部测试.另外, 基于激光器阵列的可扩展性, 本方案可以拓展为可实现同时产生多路并行的高速高品质随机数发生器.

1 引 言

随着计算机技术、通信技术的迅速发展, 特别是互联网的普及导致了信息量的爆炸式增长, 信息安全受到了各界的广泛关注.在信息安全领域, 随机数有着至关重要的地位, 密钥管理、密码学协议、数字签名及身份验证等众多安全技术都需要用到随机数.而且, 在目前规则下, 绝对安全的保密通讯需要满足Shannon[1]提出的“一次一密”理论,这就要求大量、高速、安全随机数能实时、快速地产生.近年来, 随机数的相关研究备受国内外学者的关注, 因此各类随……