[发明专利]一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种总线型高速随机数源的实时游程检测方法及系统，通过数据流复制模块将总线型高速随机数源输出的随机数流复制为三份，一份用于输入到随机数应用模块，另外两份分别用于第一检测模块以及第二检测模块，通过第一检测模块检测同一时钟周期输出的随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个时钟周期输出的两个相邻的随机数流的衔接端是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，通过第二检测模块检测同一根数据线输出的随机数流随着时间累积是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1。本发明技术方案可以用于10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测。

技术领域

本发明涉及一种随机数检测技术领域，更具体的说，涉及一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统及方法。

背景技术

基于BB84诱骗态协议的高速量子密钥分发设备，需要采用高速随机数源来编码发出随机光脉冲。以2GHz发光脉冲频率(不是光信号本身波段频率，而是发光脉冲的间隔频率)为例，每个发光脉冲采用5bits进行发光编码，其中3bits用来进行信号态、诱骗态、真空态的比例编码，另外2bits用来编码HVPN不同偏振态，因此需要至少10Gbps的高速随机数源。PN为X基矢，HV为Z基矢，X和Z为量子力学中定义的矩阵。

现有的技术都是完成最高Gbps量级以下的随机数的实时游程检测，暂无关于量子保密通信领域中10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测的技术方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种总线型高速随机数源的实时游程检测方法及系统，可以用于10Gbps量级的总线型高速随机数源的实时游程检测。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种总线型高速随机数源的实时游程检测系统，所述实时游程检测系统包括：

数据流复制模块，所述数据流复制模块用于复制所述总线型高速随机数源输出的随机数流，输出三份所述随机数流；所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流用于单独输入到随机数应用模块；

第一检测模块，所述第一检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一时钟周期输出的所述随机数流是否具有超出安全阈值的多个连续的0或是1，并检测相邻两个所述时钟周期输出的两个相邻的所述随机数流的衔接端是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1；

第二检测模块，所述第二检测模块用于单独获取所述数据流复制模块输出的一份所述随机数流，检测同一根数据线输出的所述随机数流随着时间累积是否具有超出所述安全阈值的多个连续的0或是1。

优选的，在上述实时游程检测系统中，所述总线型高速随机数源具有n条并行数据线；每一个所述时钟周期各数据线分别输出一随机数，构成具有n位随机数的所述随机数流；n为大于1的正整数；

每一个所述时钟周期输出的所述随机数流的所述n位随机数依次为第1位随机数-第n位随机数。

优选的，在上述实时游程检测系统中，所述第一检测模块包括：n个串行检测单元，该n个串行检测单元依次为第1串行检测单元-第n串行检测单元；

任一所述时钟周期输出的所述随机数流在该时钟周期时进入第1串行检测单元，每经过一个所述时钟周期该随机数流移入下一串行检测单元，直至其移入所述第n串行检测单元；第i串行检测单元用于检测该随机数流的第n-i+1位随机数的属性值，更新检测结果后，移位丢弃所述第n-i+1位随机数，将该随机数流的其他随机数锁存到第i+1串行检测单元，i为正整数，且1≤i≤n-1。

优选的，在上述实时游程检测系统中，所述串行检测单元具有计数器以及寄存器组；

所述计数器用于在对应串行检测单元存储的末位随机数与前一串行检测单元存储的末位随机数属性值相同时，将所述检测结果累加1，二者末位随机数属性值不同时，将所述检测结果置零。