一种量子随机数发生器检测方法及系统技术方案

本申请公开了一种量子随机数发生器检测方法及系统。首先对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果；对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第二信号变化结果；将第一信号变化结果和第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果。可以看出，针对量子随机数发生器的结构特征和量子性等特点，设计了包括控制环境温度、激励信号的变化，同时也可获取随机源信号、采集模块信号和后处理模块信号的变化，相比于现有技术提高了对量子随机数发生器的检测效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种量子随机数发生器检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及随机数检测领域，特别涉及一种量子随机数发生器检测方法及系统。

技术介绍

[0002]量子随机数基于量子力学原理，具有内禀随机性，相比于目前基于数学方法、规律性的电子电路或其它物理方法获取的随机数，量子随机数具有天然的随机性优势。由于量子随机数的产生具有量子性，其检测评价手段目前仍然匮乏，况且量子特征的检测往往不能仅仅依赖于生成数据序列的检测，需要针对物理量子随机源的本征信号开始，进行一些列的针对性设计，才能保障量子随机数发生器的量子特性不被淹没。
[0003]目前针对伪随机数发生器的检测方法已经商业化，但基本仅仅针对其产生的随机信号的质量开展最终的检测，这无法支撑目前新质量子随机数发生器的发展需要，因此急需开展针对量子随机数发生器的系统性检测方法研究。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请实施例提供了一种量子随机数发生器检测方法及系统，针对量子随机数发生器的结构特征和量子性等特点，设计了包括控制环境温度、激励信号的变化，获取随机源信号、采集模块信号和后处理模块信号等检测方法，综合分析后形成一种量子随机数发生器检测系统。
[0005]第一方面，提供了一种量子随机数发生器检测方法，该方法包括：
[0006]对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果；
[0007]对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第二信号变化结果；
[0008]将所述第一信号变化结果和所述第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果。
[0009]可选地，对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，通过信号采集装置采集量子随机数发生器发出的信号，同时获取信号采集装置采集后的第三信号变化结果；对信号采集装置采集的信号进行后处理，同时获取后处理后的第四信号变化结果；
[0010]对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，通过信号采集装置采集量子随机数发生器发出的信号，同时获取信号采集装置采集后的第五信号变化结果；对信号采集装置采集的信号进行后处理，同时获取后处理后的第六信号变化结果；
[0011]将所述第三信号变化结果和所述第五信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第二检测结果；
[0012]将所述第四信号变化结果和所述第六信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第三检测结果；
[0013]根据所述第一检测结果、所述第二检测结果以及所述第三检测结果确定量子随机
数发生器的目标检测结果。
[0014]可选地，将所述第一信号变化结果和所述第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果，包括：
[0015]当所述第一信号变化结果与所述第二信号变化结果之间的信号特征重复率低于预设阈值时，则确定量子随机数发生器的第一检测结果为合格。
[0016]可选地，所述电信号激励，包括：
[0017]对目标量子随机数发生器施加从125V开始到135V的偏置电压。
[0018]可选地，根据所述第一检测结果、所述第二检测结果以及所述第三检测结果确定量子随机数发生器的目标检测结果，包括：
[0019]当所述第一检测结果、所述第二检测结果以及所述第三检测结果均为合格时，则确定量子随机数发生器的目标检测结果为合格。
[0020]可选地，所述量子随机数发生器至少包括雪崩二极管。
[0021]可选地，所述信号采集装置至少包括信号放大器和信号比较器；
[0022]通过信号放大器将原始低电平信号进行幅值放大，并且利用信号比较器将噪声信号进行剔除。
[0023]第二方面，提供了一种量子随机数发生器检测系统，该系统包括：
[0024]第一变化模块，用于对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果；
[0025]第二变化模块，用于对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第二信号变化结果；
[0026]确定模块，用于将所述第一信号变化结果和所述第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果。
[0027]可选地，该系统还包括：
[0028]温控调节模块，用于对量子随机数发生器进行第一温度和第二温度调节；
[0029]信号采集模块，用于对量子随机数发生器进行温度调节后的信号进行采集；
[0030]后处理模块，用于对采集后的信号进行后处理。
[0031]本申请实施例提供的技术方案中对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果；对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第二信号变化结果；将第一信号变化结果和第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果。可以看出，针对量子随机数发生器的结构特征和量子性等特点，设计了包括控制环境温度、激励信号的变化，获取随机源信号、采集模块信号和后处理模块信号等检测方法，综合分析后形成一种量子随机数发生器检测系统。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引伸获得其它的实施附图。
[0033]图1为本申请实施例提供的一种量子随机数发生器检测流程图；
[0034]图2为本申请实施例提供的一种量子随机数发生器检测系统示意图。
具体实施方式
[0035]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本申请提出的一种量子随机数发生器检测方法及系统，尤其针对以雪崩二极管等二极管类器件为核心的量子随机数发生器，对待检测量子随机数发生器实施部分隔离，激励和环境可控调节，随机源、采集、后处理等各部分信号开展检测，并对检测后的信号比对分析，最终形成一种量子随机数发生器检测方法和系统。
[0037]具体地，请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种量子随机数发生器检测方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
[0038]步骤101，对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果。
[0039]其中，量子随机数发生器可以为雪崩二极管，第一温度可以设置为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子随机数发生器检测方法，其特征在于，所述方法包括：对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第一信号变化结果；对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，获取量子随机数发生器在电信号激励后的第二信号变化结果；将所述第一信号变化结果和所述第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对量子随机数发生器在第一温度下进行电信号激励，通过信号采集装置采集量子随机数发生器发出的信号，同时获取信号采集装置采集后的第三信号变化结果；对信号采集装置采集的信号进行后处理，同时获取后处理后的第四信号变化结果；对量子随机数发生器在第二温度下进行电信号激励，通过信号采集装置采集量子随机数发生器发出的信号，同时获取信号采集装置采集后的第五信号变化结果；对信号采集装置采集的信号进行后处理，同时获取后处理后的第六信号变化结果；将所述第三信号变化结果和所述第五信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第二检测结果；将所述第四信号变化结果和所述第六信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第三检测结果；根据所述第一检测结果、所述第二检测结果以及所述第三检测结果确定量子随机数发生器的目标检测结果。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述第一信号变化结果和所述第二信号变化结果进行比对确定量子随机数发生器的第一检测结果，包括：当所述第一信号变化结果与所述第二信号变化结果之间的信号特征重复率低于预设阈值时，则确定量子...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐宁，张旭，刘敦伟，陈燕，张勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军六一零六二部队，
类型：发明
国别省市：