【技术实现步骤摘要】
本公开涉及密码安全领域，尤其涉及一种随机数发生器。
技术介绍
1、量子随机数发生器(quantum random number generation，qrng)利用量子物理现象，产生不可预测的真随机序列，可用于密码学、模拟、建模、数据分析等领域。
2、量子随机数发生器实现方案有多种，例如，基于连续型变量方案(如测量真空噪声涨落、相位噪声、放大自发辐射等)的量子随机数发生器，可产生高速率随机数；但是，该量子随机数发生器需要复杂的量子测量和信号处理技术，实现难度较高。
技术实现思路
1、本公开实施例提供了一种随机数发生器，包括：激光光源、处理装置和探测装置；
2、所述激光光源，包括激光器；所述激光器用于提供脉冲信号；
3、所述处理装置，包括分束模块和延时处理模块；其中，所述分束模块用于将所述脉冲信号衰减后，将所述脉冲信号中的光脉冲依次分束为多路子脉冲信号；所述延时处理模块用于对多路所述子脉冲信号进行延时处理后，依次将多路所述子脉冲信号进行合束，生成脉冲序列；
4、所述探测装置，用于接收所述脉冲序列，并根据所述脉冲序列中光子被探测到的时间窗口所对应的数字信息生成随机数。
5、在一些实施例中，所述分束模块包括：
6、至少一个分束器，设置为至少一级分布，用于对所述脉冲信号中的光脉冲进行分束，生成随机通过n个传输光路进行传输的所述子脉冲信号；n为2n，n为大于等于1的整数。
7、在一些实施例中，所述延时处理模块
8、至少一个延时波导，分别设置在至少一个所述传输光路上，用于将至少一个所述传输光路上的所述子脉冲信号进行延时；
9、至少一个合束器，设置为至少一级分布，用于对n个所述传输光路上传输的所述子脉冲信号进行合束处理，生成所述脉冲序列。
10、在一些实施例中，所述延时波导为n-1个，依次设置在n-1个所述传输光路上，用于将n-1个所述传输光路上的所述子脉冲信号进行延迟；
11、其中，任意两个所述传输光路上的所述子脉冲信号延迟的时间差，不低于所述探测装置的恢复时间。
12、在一些实施例中，所述延时处理模块还包括：
13、n-1个第一衰减器，依次设置在传输损耗最高的所述传输光路之外的n-1个所述传输光路上，用于以传输损耗最高的所述传输光路为基准，衰减对应的所述传输光路上子脉冲信号的能量。
14、在一些实施例中，所述处理装置为光集成芯片，所述激光光源还包括：
15、偏振控制器，用于接收所述脉冲信号，并对所述脉冲信号的偏振状态进行调整后，输出至所述处理装置。
16、在一些实施例中，所述分束模块还包括第二衰减器，用于接收所述脉冲信号，并将所述脉冲信号衰减至单光子水平后，传输至所述至少一个分束器。
17、在一些实施例中，所述激光器还用于提供所述脉冲信号的第一触发信号；所述探测装置包括：
18、第一检测器，用于接收所述脉冲序列，并将所述脉冲序列中的光子转化为第一电信号；
19、第一时间数字转换器，用于接收所述第一触发信号和所述第一电信号，并在接收到所述第一触发信号之后，对所述第一电信号进行计数，以生成所述随机数。
20、在一些实施例中，所述分束模块还包括：
21、非线性光学结构，用于接收所述脉冲信号，并基于所述脉冲信号中的光脉冲产生关联光子对；
22、波分复用器，用于接收所述关联光子对，并将所述关联光子对分离为第一光信号和第二光信号；
23、其中，所述第一光信号作为所述子脉冲信号，通过所述至少一个分束器分束至随机一个所述传输光路进行传输；所述第二光信号作为第二触发信号传输至所述探测装置。
24、在一些实施例中，所述探测装置包括：
25、第二检测器，用于接收所述脉冲序列，并将所述脉冲序列中的光子转化为第二电信号；
26、第三检测器，用于接收所述第二光信号，并基于所述第二光信号输出第二触发信号；
27、第二时间数字转换器，用于接收所述第二触发信号和所述第二电信号，并在接收到所述第二触发信号之后，对所述第二电信号进行计数，以生成所述随机数。
28、本公开实施例提供了一种随机数发生器，包括：激光光源、处理装置和探测装置；激光光源，包括激光器；激光器用于提供脉冲信号；处理装置，包括分束模块和延时处理模块；其中，分束模块用于将脉冲信号衰减后，将脉冲信号中的光脉冲依次分束为多路子脉冲信号；延时处理模块用于对多路子脉冲信号进行延时处理后，依次将多路子脉冲信号进行合束，生成脉冲序列；探测装置，用于接收脉冲序列，并根据脉冲序列中光子被探测到的时间窗口所对应的数字信息生成随机数。这里，光子(子脉冲信号)的路径选择具有随机性和独立性，从而脉冲序列中光子出现在每一时间窗口的概率相同，并且由于随机数基于脉冲序列中光子被探测到的时间窗口所对应的数字信息生成，使得生成的随机数具有随机性和不可预测性；生成过程简单，且易于统计、测试和验证。
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1.一种随机数发生器，其特征在于，包括：激光光源、处理装置和探测装置；
2.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述分束模块包括：
3.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，所述延时处理模块包括：
4.根据权利要求3所述的随机数发生器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的随机数发生器，其特征在于，所述延时处理模块还包括：
6.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，所述处理装置为光集成芯片，所述激光光源还包括：
7.根据权利要求2至6任一项所述的随机数发生器，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的随机数发生器，其特征在于，所述激光器还用于提供所述脉冲信号的第一触发信号；所述探测装置包括：
9.根据权利要求2至6任一项所述的随机数发生器，其特征在于，所述分束模块还包括：
10.根据权利要求9所述的随机数发生器，其特征在于，所述探测装置包括：
【技术特征摘要】
1.一种随机数发生器，其特征在于，包括：激光光源、处理装置和探测装置；
2.根据权利要求1所述的随机数发生器，其特征在于，所述分束模块包括：
3.根据权利要求2所述的随机数发生器，其特征在于，所述延时处理模块包括：
4.根据权利要求3所述的随机数发生器，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的随机数发生器，其特征在于，所述延时处理模块还包括：
6.根据权利要求2所述的随机数发生器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：华昕，陈代高，肖希，
申请(专利权)人：武汉光谷信息光电子创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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