【技术实现步骤摘要】
本申请涉及信息安全，尤其是涉及一种随机数生成与验证方法。
技术介绍
1、随机数在信息安全、通讯保护、图像加密、统计模拟等领域具有广阔的应用前景。传统的伪随机数生成器基于确定性算法，尽管易于访问和生成速率快，但由于其可预测性，不适用于安全通信。
2、现有真随机数生成器的技术中，常见的真随机数生成器通常存在时延特性，时延特征使随机数序列在一定时间尺度内存在相关性，导致生成的随机序列对应的随机性降低。
技术实现思路
1、为了提升随机序列对应的随机性，本申请提供一种随机数生成方法、装置、设备及存储介质。
2、第一方面，本申请提供一种随机数生成方法，采用如下的技术方案：所述方法应用于随机数生成系统，所述随机数生成系统包括随机激光生成单元、电信号生成单元、数字信号生成单元和随机序列生成单元，所述方法包括：
3、所述随机激光生成单元获取泵浦光，将所述泵浦光转换成随机激光，将所述随机激光传输至所述电信号生成单元；
4、所述电信号生成单元接收所述随机激光，将所述随机激光强度信息转换成电信号，并将所述电信号通过时序不同的两路通道传输至所述数字信号生成单元；
5、所述数字信号生成单元接收所述电信号，分别将两路通道对应的所述电信号转换成预设位数的数字信号，将所述数字信号传输至所述随机序列生成单元；
6、所述随机序列生成单元接收所述数字信号，通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算将所述数字信号转换成随机序列。
7、在一个具
8、所述随机激光生成单元对所述泵浦光产生受激拉曼散射，生成拉曼光；
9、所述随机激光生成单元对所述拉曼光进行放大，生成混合增益光，所述混合增益光的频率与所述拉曼光的频率相同；
10、所述随机激光生成单元对所述混合增益光进行随机反射，得到随机激光。
11、在一个具体的可实施方案中，所述随机激光生成单元对所述拉曼光进行放大，生成混合增益光包括：
12、所述随机激光生成单元利用铒离子作为增益介质，对所述拉曼光进行放大，生成混合增益光。
13、在一个具体的可实施方案中，所述随机激光包括前向随机激光和后向随机激光，在所述对所述混合增益光进行随机反射，得到随机激光之后，还包括：
14、所述随机激光生成单元将波长或频率低于预设第一阈值的所述前向随机激光和后向随机激光执行过滤操作；
15、所述随机激光生成单元对未过滤的所述后向随机激光执行反射操作，使反射后的所述后向随机激光与所述前向随机激光的传输方向一致。
16、在一个具体的可实施方案中，所述电信号生成单元与所述数字信号生成单元之间包括实时传输通道和延迟传输通道，所述将所述电信号通过时序不同的两路通道传输至所述数字信号生成单元包括：
17、所述电信号生成单元通过所述实时传输通道，将所述随机激光实时传输至所述数字信号生成单元；
18、所述电信号生成单元同时基于预设的延迟时间，将所述随机激光通过所述延迟传输通道传输至所述数字信号生成单元。
19、在一个具体的可实施方案中，所述通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算将所述数字信号转换成随机序列包括：
20、所述随机序列生成单元分别对实时传输通道对应的数字信号和延迟传输通道对应的数字信号进行分组，生成每组数字信号对应的比特矩阵，同一组中所述数字信号的数量与所述位数相同；
21、所述随机序列生成单元将延迟传输通道对应的比特矩阵执行转置操作；
22、所述随机序列生成单元使用转置后的所述比特矩阵与实时传输通道对应的比特矩阵执行异或运算，得到随机序列。
23、在一个具体的可实施方案中，在通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算将所述数字信号转换成随机序列之后，所述随机序列生成单元对所述随机序列依次执行无偏性验证、随机性验证和时延性验证，输出验证结果；
24、所述无偏性验证包括：所述随机序列生成单元计算所述随机序列中0和1的数量比值，将所述比值与预设区间进行对比，若所述比值在所述区间范围内，则确定所述随机序列具有无偏性；
25、所述随机性验证包括：所述随机序列生成单元对预设第二数量的所述随机序列绘制热图，若所述热图表现出无序排列，则确定所述随机序列具有随机性；
26、时延性验证包括：所述随机序列生成单元计算所述随机序列的自相关函数，若所述自相关函数在非零延迟值处的峰值小于预设第三阈值，则确定所述随机序列不存在时延性。
27、第二方面，本申请提供一种随机数生成装置，采用如下技术方案：所述装置应用于随机数生成系统，所述随机数生成系统包括随机激光生成单元、电信号生成单元、数字信号生成单元和随机序列生成单元，所述装置包括：
28、随机激光生成模块，用于获取泵浦光，将所述泵浦光转换成随机激光，将所述随机激光传输至所述电信号生成单元；
29、电信号生成模块，用于接收所述随机激光，将所述随机激光强度信息转换成电信号，并将所述电信号通过时序不同的两路通道传输至所述数字信号生成单元；
30、数字信号生成模块，用于接收所述电信号，分别将两路通道对应的所述电信号转换成预设位数的数字信号，将所述数字信号传输至所述随机序列生成单元；
31、随机序列生成模块，用于接收所述数字信号，通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算将所述数字信号转换成随机序列
32、第三方面，本申请提供一种计算机设备，采用如下技术方案：包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如上述任一种随机数生成方法的计算机程序。
33、第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：存储有能够被处理器加载并执行上述任一种随机数生成方法的计算机程序。
34、综上所述，本申请具有以下有益技术效果：
35、1、电信号生成单元将随机激光转换成电信号，并通过时序不同的两路通道传输至数字信号生成单元，基于两路通道的数据在时间上的差异，减小了序列之间的相关性，有助于提高随机性；
36、2、随机序列生成单元通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算，将数字信号转换成随机序列，异或运算因其对应于逻辑上的“不同”或“互斥”，能够进一步有效地增加随机性，使得最终的随机序列更难以被预测。
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1.一种随机数生成方法，其特征在于，所述方法应用于随机数生成系统，所述随机数生成系统包括随机激光生成单元、电信号生成单元、数字信号生成单元和随机序列生成单元，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过随机激光生成单元将泵浦光转换成随机激光包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机激光生成单元对所述拉曼光进行放大，生成混合增益光包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机激光包括前向随机激光和后向随机激光，在所述对所述混合增益光进行随机反射，得到随机激光之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电信号生成单元与所述数字信号生成单元之间包括实时传输通道和延迟传输通道，所述将所述电信号通过时序不同的两路通道传输至所述数字信号生成单元包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算将所述数字信号转换成随机序列包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过对两路通道对应的数字信号执行异或运算
8.一种随机数生成装置，其特征在于，所述装置应用于随机数生成系统，所述随机数生成系统包括随机激光生成单元、电信号生成单元、数字信号生成单元和随机序列生成单元，所述装置包括：
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至7中任一种方法的计算机程序。
...【技术特征摘要】
1.一种随机数生成方法，其特征在于，所述方法应用于随机数生成系统，所述随机数生成系统包括随机激光生成单元、电信号生成单元、数字信号生成单元和随机序列生成单元，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过随机激光生成单元将泵浦光转换成随机激光包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机激光生成单元对所述拉曼光进行放大，生成混合增益光包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述随机激光包括前向随机激光和后向随机激光，在所述对所述混合增益光进行随机反射，得到随机激光之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电信号生成单元与所述数字信号生成单元之间包括实时传输通道和延迟传输通道，所述将所述电信号通过时序不同的两路通道传输至所述数字信号生成单元包括：
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕亮，李昊森，郭庆川，李宏韬，于琦，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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