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基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究

刘中辉 陈纯毅 姚海峰 潘石 向磊 娄岩 倪小龙

刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙. 基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
引用本文: 刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙. 基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
Liu Zhonghui, Chen Chunyi, Yao Haifeng, Pan Shi, Xiang Lei, Lou Yan, Ni Xiaolong. Study on extraction of true random numbers based on propagated laser speckle in atmospheric turbulence[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
Citation: Liu Zhonghui, Chen Chunyi, Yao Haifeng, Pan Shi, Xiang Lei, Lou Yan, Ni Xiaolong. Study on extraction of true random numbers based on propagated laser speckle in atmospheric turbulence[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005

基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
基金项目: 

国家自然科学基金(61475025,61775022);吉林省科技发展计划(20180519012JH)

详细信息
    作者简介:

    刘中辉(1992-),男,硕士生,主要从事无线激光通信方面的研究。Email:liuzhhui@outlook.com

    通讯作者: 陈纯毅(1981-),男,教授,博士生导师,主要从事光信息传输方面的研究。Email:chenchunyi@hotmail.com
  • 中图分类号: TN929.12

Study on extraction of true random numbers based on propagated laser speckle in atmospheric turbulence

  • 摘要: 为生成真随机数序列,提出了先将大气湍流传输中激光散斑图像作为随机数发生器的熵源,再采用变帧频采样方法进行提取随机数的算法。首先,为降低相邻激光散斑图像间高相关性对随机性的影响,提出了变帧频采样方法。其次,对实验数据进行处理,根据大气湍流造成激光光斑质心的随机抖动特征,对散斑图像划分灰度等级,编码和后处理等操作,从而提取随机数。最后,利用NIST测试工具对提取的随机序列进行实验分析,结果表明:该序列不仅达到真随机数的标准,而且序列的数量和随机性均高于等帧频采样方法生成的随机序列。此外,对激光散斑视频归一化方差与最优采样区间之间的关系进行分析,为进一步的研究提供重要依据。
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-05-11
  • 修回日期:  2019-06-21
  • 刊出日期:  2019-12-25

基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究

doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
    作者简介:

    刘中辉(1992-),男,硕士生,主要从事无线激光通信方面的研究。Email:liuzhhui@outlook.com

    通讯作者: 陈纯毅(1981-),男,教授,博士生导师,主要从事光信息传输方面的研究。Email:chenchunyi@hotmail.com
基金项目:

国家自然科学基金(61475025,61775022);吉林省科技发展计划(20180519012JH)

  • 中图分类号: TN929.12

摘要: 为生成真随机数序列,提出了先将大气湍流传输中激光散斑图像作为随机数发生器的熵源,再采用变帧频采样方法进行提取随机数的算法。首先,为降低相邻激光散斑图像间高相关性对随机性的影响,提出了变帧频采样方法。其次,对实验数据进行处理,根据大气湍流造成激光光斑质心的随机抖动特征,对散斑图像划分灰度等级,编码和后处理等操作,从而提取随机数。最后,利用NIST测试工具对提取的随机序列进行实验分析,结果表明:该序列不仅达到真随机数的标准,而且序列的数量和随机性均高于等帧频采样方法生成的随机序列。此外,对激光散斑视频归一化方差与最优采样区间之间的关系进行分析,为进一步的研究提供重要依据。

English Abstract

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