面向混沌激光熵源的安全随机数提取
DOI:
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作者:
作者单位:

(1.太原理工大学 新型传感器与智能控制教育部重点实验室,山西 太原 030024; 2.广东工业大学 广东省信息光子技术重点实验室,广东 广州 410006; 3.西南通信研究所 保密通信实验室,四川 成都 610041)

作者简介:

李 璞 (1986-),男,博士,教授,博士生导师,主要从事超快物理随机数产生及其应用方面的研究 .

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(62175177,U19A2076,61927811,61731014)、山西省自然科学基金 (201901D211116,201901D211077)、 四川省科技计划资助项目(2022YFG0330)、广东省创新创业团队计划和保密通信重点实验室稳定计划支持项目(2022) 资助项目


Secure random number extraction for chaotic laser entropy source
Author:
Affiliation:

(1.Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan, Shanxi 030024, China;2.Guangdong Provincial Key Laboratory of Information Photonics Technology, Guangzhou, Guangdong 510006, China;3.Science and Technology on Communication Security Laboratory, Institute of Southwestern Communication, Chengdu, Sichuan 610041, China)

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    摘要:

    基于混沌激光的随机数发生器可以实现大量高速的真随机数产生。然而,受随机数产生过程中引入的额外技术噪声影响,原始随机数无法提供真随机性。为了从信息论的角度实现安全随机数的产生,必须定量评估熵源产生的随机性。本文中通过实验搭建基于混沌激光的随机数产生装置,使用条件最小熵评估原始随机数中可提取的真随机性。同时,通过更换不同的器件讨论关键参数对原始随机性的影响。在原始随机数的后处理提取过程中使用信息论可证安全的Toeplitz提取器,最终实现了安全随机数的产生。

    Abstract:

    The random number generator based on chaotic laser can generate a large number of true random numbers at high speed.However,raw random numbers cannot provide true randomness due to the additional technical noise introduced in the random number generation process.To achieve secure random number generation from information-theoretic standpoint,the randomness generated by entropy source must be quantitatively evaluated.In this paper,a chaotic laser-based random number generation device is experimentally constructed and the true randomness that can be extracted from raw random numbers is evaluated by conditional minimum entropy.Simultaneously,the effect of key parameters on the original randomness is discussed by replacing different devices.An information-theoretically falsifiable secure Toeplitz extractor is applied in the post-processing extraction process.Finally,the generation of secure random numbers is implemented.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

李瑞敏,李璞,蔡强,王冰洁,马荔,徐兵杰.面向混沌激光熵源的安全随机数提取[J].光电子激光,2023,34(5):536~542

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  • 收稿日期:2022-04-30
  • 最后修改日期:2022-05-26
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  • 在线发布日期: 2023-05-30
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