基于寬帶混沌激光熵源實(shí)現(xiàn)高速真隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生.pdf

1、隨機(jī)數(shù)在信息安全、統(tǒng)計(jì)建模、擴(kuò)頻通信等領(lǐng)域中具有重要應(yīng)用。用計(jì)算機(jī)可產(chǎn)生快速的隨機(jī)數(shù)，但不滿(mǎn)足完全隨機(jī)的要求；現(xiàn)有基于熱噪聲、振蕩器采樣和混沌電路等物理熵源產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)，受電子器件帶寬的限制，無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代高速通信的安全需要。利用寬帶混沌激光作為物理熵源，能夠產(chǎn)生速率達(dá)Gbit/s甚至更高的真隨機(jī)數(shù)，在高速信息安全的應(yīng)用中顯現(xiàn)出潛在的優(yōu)勢(shì)。本研究主要內(nèi)容包括：
　　 ⑴研究了基于寬帶混沌激光源實(shí)現(xiàn)高速真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的多種實(shí)驗(yàn)方案。

2、包括雙路混沌激光源異或方案、單路混沌激光源延遲異或方案和單路混沌激光源差分方案?；趯?duì)混沌激光信號(hào)的差分比較，創(chuàng)新地提出了一個(gè)魯棒的高速真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的實(shí)驗(yàn)方案，并研制出相應(yīng)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器樣機(jī)，能夠?qū)崟r(shí)產(chǎn)生最高速率達(dá)1.44Gbit/s的真隨機(jī)序列，可通過(guò)NIST和Diehard隨機(jī)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
　　 ⑵研究了基于混沌激光源各種高速真隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生方案中的關(guān)鍵問(wèn)題。在雙路混沌激光源異或方案中，分析廠諸如比較器的判決閾值、外腔反饋延時(shí)

3、特征、激光器的弛豫振蕩頻率和混沌激光信號(hào)的帶寬等因素對(duì)輸出隨機(jī)序列特性的影響。在單路混沌激光源延遲異或方案中，通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)以及理論分析隨機(jī)序列游程測(cè)試與自相關(guān)系數(shù)的關(guān)系，解決了延遲線(xiàn)長(zhǎng)度的如何選擇這一關(guān)鍵問(wèn)題。在基于混沌激光信號(hào)差分比較魯棒的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器方案中，分析了差分比較的特性以及系統(tǒng)的魯棒性。
　　 ⑶面對(duì)上述各種產(chǎn)生高速真隨機(jī)數(shù)方案中面臨著的一個(gè)共同問(wèn)題，即混沌激光源外腔反饋延時(shí)特征可使產(chǎn)生的隨機(jī)序列引入周期性，從根