本文關(guān)鍵詞： 混沌激光 物理隨機(jī)數(shù) 光采樣 保密通信　出處：《物理學(xué)報(bào)》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：提出一種基于混沌激光的無后處理多位物理隨機(jī)數(shù)高速提取方法.該方法在光域中利用鎖模激光器作為光時(shí)鐘,通過太赫茲光非對(duì)稱解復(fù)用器完成對(duì)混沌激光的超低抖動(dòng)光采樣,無需射頻時(shí)鐘及后續(xù)邏輯處理過程的參與,經(jīng)多位比較量化可直接產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)物理隨機(jī)數(shù).并以光反饋半導(dǎo)體激光器這一典型的混沌激光產(chǎn)生裝置作為熵源對(duì)所提方法進(jìn)行了原理性實(shí)驗(yàn)論證.結(jié)果顯示,光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的6 GHz混沌激光經(jīng)5 GSa/s實(shí)時(shí)、低抖動(dòng)光采樣后,利用并行輸出型多位比較器對(duì)所獲混沌脈沖序列進(jìn)行量化處理,選取最低有效位4位,可直接產(chǎn)生速率達(dá)20 Gb/s的隨機(jī)數(shù).該隨機(jī)數(shù)速率由選取的量化結(jié)果最低有效位數(shù)和光采樣率聯(lián)合決定,而當(dāng)前光采樣率受限于所用混沌激光熵源的帶寬.本文工作可為硬件上實(shí)現(xiàn)更高速物理隨機(jī)數(shù)的實(shí)時(shí)、在線產(chǎn)生提供有力的技術(shù)和理論支撐.
[Abstract]:A high speed extraction method of multibit physical random numbers based on chaotic laser is proposed. The mode-locked laser is used as the optical clock in the optical domain. A terahertz optical asymmetric demultiplexer is used to sample the ultra-low jitter light of chaotic laser without the participation of RF clock and subsequent logic processing. The high quality physical random number can be directly generated by quantization by multi-bit comparison. The principle of the proposed method is demonstrated by using the optical feedback semiconductor laser, a typical chaotic laser generator, as an entropy source. The results show that, The 6 GHz chaotic laser produced by optical feedback semiconductor laser is sampled by 5 GSa/s in real time and low jitter light. The obtained chaotic pulse sequence is quantized by a parallel output multibit comparator, and the lowest effective bit 4 bits are selected. A random number with a rate of up to 20 Gb/s can be generated directly. The rate of random number is determined by the minimum significant bit number of the selected quantization result and the optical sampling rate. However, the current optical sampling rate is limited by the bandwidth of the chaotic laser entropy source. This work can provide powerful technical and theoretical support for the hardware implementation of higher speed physical random numbers in real time and online generation.
【作者單位】： 太原理工大學(xué)新型傳感器與智能控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;太原理工大學(xué)物理與光電工程學(xué)院光電工程研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金科學(xué)儀器基礎(chǔ)研究�？�(批準(zhǔn)號(hào):61227016)、國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):61405138,61505137,51404165) 國(guó)家國(guó)際科技合作專項(xiàng)(批準(zhǔn)號(hào):2014DFA50870) 山西省自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):2015021088) 山西省高等學(xué)�？萍紕�(chuàng)新項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2015122)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TN249;TN918

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本文編號(hào)：1543338