半導体レーザの周波数雑音を応用した高速物理乱数生成

摘要

周波数弁別器によって半導体レーザの周波数雑音は簡単に検出することができる．この周波数雑音は広帯域に分布し，高速な物理乱数生成のソースとして有用であると見込まれる．また，周波数雑音を利用した物理乱数生成器は，周波数雑音を検出するための光学系が単純なため，装置の小型化が容易という利点がある．今回，実験的に半導体レーザの周波数雑音を用いて物理乱数生成を生成し，国際標準とされるNISTSP800-22によって評価した結果を報告する．%Abstract Diode lasers are characterized by wideband frequency-noise output that is easily detected by frequency-selective elements, that convert frequency deviation into intensity fluctuation. Any such intensity noise can be digitized by means of A/D converters; so, some of these digital signals demonstrate physical-random number characteristics. We demonstrated physical random number generation and evaluated the physical random numbers using NIST standard tests.