基于SOA-FRL单波长可调谐混沌激光器的真随机数发生器开题报告

 2020-02-18 06:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着计算机技术、通信技术的迅速发展,特别是网络的广泛利用,信息已是当今社会的一种重要财富,用于接收、存储、处理和传送信息的信息系统已同人们的活动紧密地联系在一起,信息安全已受到社会各界的广泛重视。为了保证信息系统的安全性,密码技术被应用于信息系统中,以实现信息的保密性、完整性、可用性、可控性和不可否认性。

因此,随机数发生器在信息安全领域有着重要的应用,比如用于生成公钥密码体制 (如 ecc, rsa)的参数或对称密码体制 (如 des, 3des)的密钥等。由于伪随机数是有一定规律可循的,可预测随机数,因此在加密领域 ,需要用不可预测的真随机数来保证信息的安全。

目前,国内外针对基于混沌激光器的真随机数发生器也取得了一些突破和成就。在2009年刊登在自然杂志的一篇名为《一种光学超快速随机比特发生器》,作者坎特提出了一种基于混沌半导体激光器的物理随机比特发生器,具有延时自反馈功能,可以高达300gbit的速率可靠地工作。该方法使用数字化混沌激光强度的高导数,并通过保留高导数值的许多最低有效位来产生随机序列。该方法对激光器操作参数不敏感,并且消除了所有外部约束的必要性,例如不相称的采样率和激光外腔往返时间。通过标准统计测试验证长位串的随机性。该发生器易于实现,并对数字化的时序或激光输出功率的平均值完全没有要求。

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2. 研究的基本内容与方案


研究的基本内容:

  1. 以半导体光放大器(soa)为增益介质,基于光纤环形激光器(frl)结构,搭建单波长可调谐的混沌激光器。

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    3. 研究计划与安排

    第1-3周 查阅相关文献资料,明确研究内容,了解国内外基于光纤混沌激光器的真随机数发生器的实现方案,弄清工作原理,完成开题报告。

    第4-7周 进一步阅读相关文献,确定系统框架,明确设计要点,完成产生真随机数算法的设计方案,完成英文资料的翻译,熟悉实验环境。

    第8-12周 通过实验得出混沌信号输出数据,根据系统的工作流程进行分步骤仿真,测试设计算法的可行性,获得随机数产生的初步仿真部署结果。

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    4. 参考文献(12篇以上)

    1. 祝宁华, 闫连山, 刘建国. 光纤光学前沿[m]. 科学出版社, 2011.

    2. 张自嘉. 光纤光栅理论基础与传感技术[m]. 科学出版社, 2009.

    3. 俞 俊, 沈海斌, 严晓浪. 基于混沌的高速真随机数发生器的设计与实现[m].半导体学报,2004

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