[发明专利]量子随机数的随机性检验方法及系统

说明书

本发明涉及一种量子随机数的随机性检验方法，包括获取量子随机数；在量子随机数中截取n组长度为m的随机数组，并比较n组长度为m的随机数组与预设的n组默认值的大小，并分别产生一位与S相关的随机性的二进制数字；反复进行2^m次，将所产生的所有二进制数字组成随机计算二进制位流；将随机计算二进制位流作为被操作数进行运算，得到一组长度为2^m的随机计算二进制位流；将长度为2^m的随机计算二进制位流转换为长度为m的二进制数M；根据n组默认值和m值生成一期望值C，根据期望值C和M值检验量子随机数的随机性。本发明无需占用大量计算资源，且对随机性的检验性能较好，可实现高速在线检测。

技术领域

本发明涉及量子随机数检验技术领域，尤其是指一种量子随机数的随机性检验方法及系统。

背景技术

量子随机数发生器产生的随机数的随机性标志着量子随机数发生器服务的质量高低，因此用于量子随机数发生器产生随机数的随机性检验方法尤为重要。

目前现有的量子随机数的随机性检验方法有抽样检测、实时在线检测等方法，其中抽样检测通过从产生的随机数中提取部分数据进行随机性检验，其虽然能够检验提取的部分数据的随机性质量，但难以实时监测整个运行周期内产生的所有随机数的随机性质量。另外现有的实时在线检测方法或为了降低检测电路的复杂性，其采用的随机性检测方法较为简单，检测性能不佳，或采取的随机性检验方法较为复杂，从而占用了大量计算资源。

因此，迫切需要提出一种量子随机数的随机性检验方法以克服现有技术中存在的上述技术缺陷。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的技术缺陷，而提出一种量子随机数的随机性检验方法及系统，其无需占用大量计算资源，且对随机性的检验性能较好，可实现高速在线检测，从而为量子随机数的随机性检验提供了客观的依据。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种量子随机数的随机性检验方法，包括以下步骤：

S1：获取量子随机数发生器产生的量子随机数；

S2：在获取的量子随机数中截取n组长度为m的随机数组，并比较n组长度为m的随机数组与预设的n组默认值的大小，并分别产生一位与S相关的随机性的二进制数字；

S3：将步骤S2反复进行2^m次，将所产生的所有二进制数字组成用于随机计算的随机计算二进制位流，其中所述随机计算二进制位流的大小与默认值相关，二进制位流的随机性与所获取的量子随机数相关，二进制位流的长度为2^m；

S4：将所述随机计算二进制位流作为随机计算中的被操作数进行运算，得到一组长度为2^m的随机计算二进制位流；

S5：将长度为2^m的随机计算二进制位流转换为长度为m的二进制数M；

S6：根据n组默认值和m值生成一期望值C，根据所述期望值C和M值检验量子随机数的随机性。

在本发明的一个实施例中，在S2中，n组默认值的大小不同。

在本发明的一个实施例中，在S4中，将所述随机计算二进制位流作为随机计算中的被操作数进行运算，得到一组长度为2^m的随机计算二进制位流的方法包括：

将所述随机计算二进制位流的部分作为随机计算中的被操作数进行加法运算，将所述随机计算二进制位流的剩余部分作为随机计算中的被操作数进行加法运算，并将两个随机计算加法运算后产生的结果再次进行随机计算乘法运算，得到一组长度为2^m的随机计算二进制位流。

在本发明的一个实施例中，在S5中，长度为2^m的随机计算二进制位流通过计数器转换为长度为m的二进制数M。