利用不可信任的光进行全无源量子随机数生成

量子随机数生成器(QRNGs)利用量子力学固有的不可预测性来生成真正的随机性。然而,在许多光学实现中,光源仍然是一个潜在的弱点——容易偏离理想行为,甚至受到对手的窃听攻击。源设备独立(SDI)协议通过一种务实的策略解决了这一问题,该策略消除了对光源的信任假设,转而依赖于对测量设备的实际建模和表征。在该工作中,研究团队改进了现有的SDI-QRNG协议,消除了可信测量设备中需要完美平衡分束器的需求,这一需求是此前为简化安全性分析而做出的理想化假设。研究团队证明了在广泛的分束比范围内仍然可以可靠地提取认证的随机性,从而显著提高了协议的实用性和鲁棒性。仅使用现成组件,该实现即达到了0.347 Gbps的实时随机数生成速率。研究团队还通过实验验证了协议对抗对手攻击的韧性,并强调了其自测试能力。这些进展标志着向实用、轻量级、高性能、完全被动且可组合安全的QRNGs迈出了重要一步,使其更适合现实世界中的部署。

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