一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种总线型高速随机数源的实时游程检测方法及系统，通过数据流复制模块将总线型高速随机数源输出的随机数流复制为三份，一份用于输入到随机数应用模块，另外两份分别用于第一检测模块以及第二检测模块，通过第一检测模块检测同一时钟周期输出的随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个时钟周期输出的两个相邻的随机数流的衔接端是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，通过第二检测模块检测同一根数据线输出的随机数流随着时间累积是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1。本发明专利技术技术方案可以用于10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测。

A real-time run detection system and method of bus type high-speed random number source

【技术实现步骤摘要】
一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统及方法
本专利技术涉及一种随机数检测
，更具体的说，涉及一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统及方法。
技术介绍
基于BB84诱骗态协议的高速量子密钥分发设备，需要采用高速随机数源来编码发出随机光脉冲。以2GHz发光脉冲频率(不是光信号本身波段频率，而是发光脉冲的间隔频率)为例，每个发光脉冲采用5bits进行发光编码，其中3bits用来进行信号态、诱骗态、真空态的比例编码，另外2bits用来编码HVPN不同偏振态，因此需要至少10Gbps的高速随机数源。PN为X基矢，HV为Z基矢，X和Z为量子力学中定义的矩阵。现有的技术都是完成最高Gbps量级以下的随机数的实时游程检测，暂无关于量子保密通信领域中10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测的技术方案。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术技术方案提供了一种总线型高速随机数源的实时游程检测方法及系统，可以用于10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统，所述实时游程检测系统包括：数据流复制模块，所述数据流复制模块用于复制所述总线型高速随机数源输出的随机数流，输出三份所述随机数流；所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流用于单独输入到随机数应用模块；第一检测模块，所述第一检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一时钟周期输出的所述随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1；第二检测模块，所述第二检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一根数据线输出的所述随机数流随着时间累积是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述总线型高速随机数源具有n条并行数据线；每一个所述时钟周期各数据线分别输出一随机数，构成具有n位随机数的所述随机数流；n为大于1的正整数；每一个所述时钟周期输出的所述随机数流的所述n位随机数依次为第1位随机数-第n位随机数。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述第一检测模块包括：n个串行检测单元，该n个串行检测单元依次为第1串行检测单元-第n串行检测单元；任一所述时钟周期输出的所述随机数流在该时钟周期时进入第1串行检测单元，每经过一个所述时钟周期该随机数流移入下一串行检测单元，直至其移入所述第n串行检测单元；第i串行检测单元用于检测该随机数流的第n-i+1位随机数的属性值，更新检测结果后，移位丢弃所述第n-i+1位随机数，将该随机数流的其他随机数锁存到第i+1串行检测单元，i为正整数，且1≤i≤n-1。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述串行检测单元具有计数器以及寄存器组；所述计数器用于在对应串行检测单元存储的末位随机数与前一串行检测单元存储的末位随机数属性值相同时，将所述检测结果累加1，二者末位随机数属性值不同时，将所述检测结果置零。优选的，在上述实时游程检测系统中，第j串行检测单元中，所述寄存器组具有n-j+1个寄存器，j为正整数，且1≤j≤n。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述安全阈值为a，a为正整数，且1＜a＜n；第a+1串行检测单元-第n串行检测单元均分别与异常信号汇聚模块连接；在第a+1串行检测单元-第n串行检测单元中，任一个串行检测单元检测到所述检测结果大于a时，向所述异常信号汇聚模块发送第一告警信号；所述异常信号汇聚模块用于基于所述第一告警信号生成第一指示信息，所述第一指示信息用于指示同一所述时钟周期内输出的所述随机数流中具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。优选的，在上述实时游程检测系统中，第n串行检测单元还与拼接处判断模块连接；当所述第n串行检测单元完成一个所述时钟周期对应的所述随机数流的第n位随机数的属性值检测后，在所述检测结果不等于零时，在后续不超过a的多个连续所述时钟周期内，如果其对应的检测结果大于a，向所述拼接处判断模块发送该检测结果，所述拼接处判断模块用于基于该检测结果向所述异常信号汇聚模块发送第二告警信号，所述异常信号汇聚模块基于所述第二告警信号生成第二指示信息，所述第二指示信息用于指示相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述第二检测模块包括n个并行检测单元；每个所述并行检测单元对应检测一条所述数据线输出的所述随机数的属性值，以更新检测结果。优选的，在上述实时游程检测系统中，所述并行检测单元包括计数器，所述计数器用于在当前时钟周期所对应数据线输出的所述随机数的属性值与前一时钟周期输出的所述随机数的属性值相同时，将所述检测结果累加1，与前一时钟周期输出的所述随机数的属性值不同时，将所述检测结果置零。本专利技术还提供了一种总线型高速随机数源的实时游程检测方法，用于上述任一项所述的实时游程检测系统，所述实时游程检测方法包括：复制所述总线型高速随机数源输出的随机数流，输出三份所述随机数流；将一份所述随机数流单独输入到随机数应用模块，另外两份所述随机数流分别输入到第一检测模块以及第二检测模块，通过所述第一检测模块检测同一时钟周期输出的所述随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1，通过所述第二检测模块检测同一根数据线输出的所述随机数流随着时间累积是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。通过上述描述可知，本专利技术实施例提供的总线型高速随机数源的实时游程检测方法及系统中，通过数据流复制模块将总线型高速随机数源输出的随机数流复制为三份，一份用于输入到随机数应用模块，另外两份分别用于第一检测模块以及第二检测模块，通过第一检测模块检测同一时钟周期输出的随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个时钟周期输出的两个相邻的随机数流的衔接端是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，通过第二检测模块检测同一根数据线输出的随机数流随着时间累积是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1。本专利技术技术方案可以用于10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种10Gbps量级的总线型高速随机数源的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种总线型高速随机数源的实时游程检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统，其特征在于，所述实时游程检测系统包括：/n数据流复制模块，所述数据流复制模块用于复制所述总线型高速随机数源输出的随机数流，输出三份所述随机数流；所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流用于单独输入到随机数应用模块；/n第一检测模块，所述第一检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一时钟周期输出的所述随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1；/n第二检测模块，所述第二检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一根数据线输出的所述随机数流随着时间累积是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。/n

【技术特征摘要】
1.一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统，其特征在于，所述实时游程检测系统包括：
数据流复制模块，所述数据流复制模块用于复制所述总线型高速随机数源输出的随机数流，输出三份所述随机数流；所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流用于单独输入到随机数应用模块；
第一检测模块，所述第一检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一时钟周期输出的所述随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1；
第二检测模块，所述第二检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一根数据线输出的所述随机数流随着时间累积是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。


2.根据权利要求1所述的实时游程检测系统，其特征在于，所述总线型高速随机数源具有n条并行数据线；每一个所述时钟周期各数据线分别输出一随机数，构成具有n位随机数的所述随机数流；n为大于1的正整数；
每一个所述时钟周期输出的所述随机数流的所述n位随机数依次为第1位随机数-第n位随机数。


3.根据权利要求2所述的实时游程检测系统，其特征在于，所述第一检测模块包括：n个串行检测单元，该n个串行检测单元依次为第1串行检测单元-第n串行检测单元；
任一所述时钟周期输出的所述随机数流在该时钟周期时进入第1串行检测单元，每经过一个所述时钟周期该随机数流移入下一串行检测单元，直至其移入所述第n串行检测单元；第i串行检测单元用于检测该随机数流的第n-i+1位随机数的属性值，更新检测结果后，移位丢弃所述第n-i+1位随机数，将该随机数流的其他随机数锁存到第i+1串行检测单元，i为正整数，且1≤i≤n-1。


4.根据权利要求3所述的实时游程检测系统，其特征在于，所述串行检测单元具有计数器以及寄存器组；
所述计数器用于在对应串行检测单元存储的末位随机数与前一串行检测单元存储的末位随机数属性值相同时，将所述检测结果累加1，二者末位随机数属性值不同时，将所述检测结果置零。


5.根据权利要求4所述的实时游程检测系统，其特征在于，第j串行检测单元中，所述寄存器组具有n-j+1个寄存器，j为正整数，且1≤j≤n。


6.根据权利要求4所述的实时游程检测系统，其特征在于，所述安全阈值为a，a为正整数，且1＜a＜n；
第...

【专利技术属性】
技术研发人员：程节，唐世彪，蒋连军，
申请(专利权)人：科大国盾量子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34