基于范德瓦耳斯异质结的高质量熵源用于真随机数生成
量子物理
2022-05-02 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
在密码学等高端应用中使用的随机序列生成器依赖熵源来实现其不确定性。由量子力学定律支配的物理过程是自然界中极好的熵源。然而，在保持提取过程对实际应用可行性的同时，从此类系统中提取足够熵以生成真正随机的序列具有挑战性。在此，我们提出了一种紧凑的全电子、基于范德瓦耳斯(vdW)异质结构的器件，能够检测离散电荷涨落以从物理过程中提取熵，并将其用于生成独立同分布(IID)的真随机序列。我们利用所提方案提取了创纪录的高值()的最小熵。我们展示了可在多个数量级上调谐的熵生成速率，并表明底层物理过程在从低温到环境温度的范围内持续存在。我们使用NIST SP 800-90B标准及其他统计度量验证了所生成序列的随机性，并使用NIST SP 800-22标准验证了我们的随机序列对密码学应用的适用性。所生成的随机序列随后被用于实现各种随机化算法，无需任何预处理步骤。
引用
@article{arxiv.2204.06534,
title = {A High-Quality Entropy Source Using van der Waals Heterojunction for True Random Number Generation},
author = {Nithin Abraham and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Kausik Majumdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.06534},
year = {2022}
}