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基于双光反馈垂直腔面发射激光器获取双路高速物理随机数研究
  • ISSN号:1005-0086
  • 期刊名称:光电子-激光
  • 时间:2015.11
  • 页码:2062-2069
  • 分类:TN248.4[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:西南大学物理科学与技术学院,重庆400715
  • 相关基金:国家自然科学基金(61178011,61275116,61475127,61575163)资助项目
  • 相关项目:基于延时特征抑制的互耦半导体激光器混沌熵源并行获取双路高速真随机数
中文摘要:

提出基于双光反馈下垂直腔面发射激光器(VCSELs)输出的正交偏振分量混沌振荡来同时获取两路物理随机数(PRN)的方案,数值分析了不同反馈强度下所获取的最终比特序列的随机性能。研究结果表明,通过选择合适的反馈参量可使VCSELs中两个偏振分量均呈现混沌振荡;其输出的两路混沌信号作为熵源,经8位模数转换器(ADC)量化、比特序列按位反转、异或(XOR)运算和m bit最低有效位(m-LSBs)截取等后续处理后可得到最终比特序列;采用美国国家标准技术研究所(NIST)提供的NIST special publication 800-22统计测试套件对基于不同反馈强度下所产生的混沌信号熵源所获取的最终比特序列的性能进行测试,初步确定了获取可通过NIST speical publication 800-22统计测试的两路随机数所需的反馈强度的范围。

英文摘要:

We propose an acquisition method of two-channel physical random number(PRN)sequences based on the chaotic oscillation of two orthogonally polarized modes in a vertical-cavity surface-emitting laser(VCSEL)with double optical feedback,and the randomness of the final bit sequences acquired at different feedback strengths is simulated and analyzed.The results show that by selecting suitable feedback strength,both two polarized modes in a VCSEL may be driven into chaotic oscillation simultaneously and then can be taken as chaotic entropy sources to obtain PRN.Next,the two entropy sources are sampled by an 8-bit analog-to-digital converter(ADC).As a result,the bit-order-reversed method,the bitwise exclusive-OR(XOR)operation and mleast significant bits(m-LSBs)selection are further used in the post-processing of bit sequences to obtain two final bit sequences.Finally,the randomness of two final bit sequences is tested by NIST SP 800-22 statistical test suite,and the regions of the feedback strengths which lead to perfect test results are primarily determined.

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期刊信息
  • 《光电子.激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:天津市教育委员会
  • 主办单位:天津理工大学 中国光学学会
  • 主编:巴恩旭
  • 地址:天津市西青区宾水西道391号
  • 邮编:300384
  • 邮箱:baenxu@263.net baenxu@aliyun.com
  • 电话:022-60214470
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0086
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1182/O4
  • 邮发代号:6-123
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:16551