量子随机数发生器

中国电科量子随机数发生器技术水平及创新性
技术水平
应用行业 信息安全系统（国防、党政、金融等） 高速量子&经典保密通信系统 大数据安全存储、认证系统 大型博彩、统计抽样
真随机，无条件安全 超高速，技术指标国际领先 随机性通过国军标、商密标、NIST-STS等标
准检验 2016年通过国家密码管理局检测分析
国 际 同 行 评 价 ” ……this is the new record for quantum random number
generation.”
发明专利
wenku.baidu.com
一种量子随机数发生器系统及量子随机数发生方法
一种基于激光干涉的真随机数产生装置
一种基于激光相位噪声的小型化随机数产生方案
一种基于量子真随机数的密钥协商系统及协商方法
高速量子随机数发生器
真随机数发生器——信息安全系统的核心器件
• 真随机数发生器（噪声源）在密码学、信息安全等关系国家安全的重要领域中起 到举足轻重的作用。
柯克霍夫原则（密码设计基本原则）： • 一切秘密寓于密钥之中
密钥是密码安全性的根基 密钥质量取决于随机数产生技术——随机数发生器
Auguste Kerckhoffs (19 January 1835 – 9 August 1903)
国际同行评价“……have provided a meaningful prototype to simplify the
phase-fluctuation based QRNG”
第六届量子密码国际会议 （华盛顿 2016.9）
《117Gbbits/s quantum random number generator with simple structure》 Photonics Technology Letters 29，283（2017）
• 量子保密通信本质：将随机 数调制于量子态上传输密钥
量子保密通信离不开高速真随机数
• 安全性前提：真随机、不可 预测
• 高速工作前提：随机数产生 速率足够快（1~10Gbps量级）
伪随机数
量子真随机数发生器
随机数
物理随机数
基于经典噪声
电 子 元 件 热 噪 声 安格速率全证振 荡 器 抖 动较性明低难，混 沌 物 理 过 程以产
创新性 方案原创，完整知识产权 光电一体化集成，尺寸小，高稳定，实用化水
平国内领先
中国电科量子随机数发生器技术水平及创新性
学术成果
《A 5.4Gbps real time quantum random number generator with compact implementation》 Optics Express 24，27475（2016）
中国电科量子随机数发生器 产品
前景展望
芯片化 产品 高速小型化 产品
标准化与 应用推广
量子随机数发生技术的发展规划
技术优势
• 原创技术方案 • 关键技术自主可控 • 技术指标世界领先
应用前景
• 信息安全系统 • 高速量子&经典保密通信系统 • 大数据安全存储、认证系统 • 大型博彩、统计抽样 • ……
严 生
...
基于量子噪声
安全性可随理论 真严格相证明机，产 空 生位速率透高 噪 噪 射 ... 声声反
射
相对传统技术，量子随机数发生器颠覆 性优势： • 第一，真随机，目前唯一在理论上被
严格证明能产生完全不可预知随机序 列； • 第二，超高速，10G bits/s~100G bits/s 量级，比传统技术高3~4个量级。
真随机数发生器——量子保密通信系统核心器件
量子通信产业快速发展 • 高速、实时的真随机数发
生器是量子保密通信系统 的关键
量子保密通信技术 • 可从根本上解决国防、党政、金融等领域的信息 安全问题 • 形成新兴产业 • 国家建立量子信息技术国家实验室，大力支持相关技术和产业发展
真随机数发生器——量子保密通信系统核心器件