一种基于量子随机数的密码卡装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于量子随机数的密码卡装置，包括：量子随机数生成器，由依次连接的激光光源、探测采样电路及FPGA组成；集成于FPGA上的加解密器，FPGA通过PCIE接口与宿主机连接；与FPGA连接的密钥存储器。实现高速随机数生成，随机数运算在芯片内部直接使用，增强了安全性，量子随机数后处理与加解密等过程共用FPGA，可有效降低成本，简化设计。简化设计。简化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于量子随机数的密码卡装置


[0001]本技术属于量子加密
，更具体地，本技术涉及一种基于量子随机数的密码卡装置。

技术介绍

[0002]信息化时代，人们越来越重视隐私与数据安全。对数据的安全防护通常采用专用的密码设备完成，然而当前的密码设备其随机数产生速率低，且容易受到外界环境干扰，无法满足高速应用场景。此外，随机数单独生成通过接口导入加密装置，存在的电磁泄露风险。

技术实现思路

[0003]本技术提供了一种基于量子随机数的密码卡装置，旨在改善上述问题。
[0004]本技术是这样实现的，一种基于量子随机数的密码卡装置，所述装置包括：
[0005]量子随机数生成器，由依次连接的激光光源、探测采样电路及FPGA组成；
[0006]集成于FPGA上的加解密器，FPGA通过PCIE接口与宿主机连接；
[0007]与FPGA连接的密钥存储器。
[0008]进一步的，所述装置还包括：
[0009]USB接口，通过CPU与FPGA连接，密钥通过USB接口导入密钥存储器。
[0010]进一步的，所述装置还包括：
[0011]设于FPGA上的FPGA配置存储器，FPGA配置存储器用于存储FPGA的配置程序，FPGA配置存储器为EPCS存储器或FLASH存储器。
[0012]进一步的，所述装置还包括：
[0013]设于FPGA上的RAM，用于存储PCIE接口发送和接收的数据。
[0014]本技术可以实现高速随机数生成，量子随机数生成后在芯片内部直接使用，增强了安全性，量子随机数处理与加解密等过程共用FPGA，可有效降低成本，简化设计。
附图说明
[0015]图1为本技术实施例提供的基于量子随机数的密码卡装置的结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本技术的技术构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0017]图1为本技术实施例提供的基于量子随机数的密码卡装置结构示意图，为了便于说明，仅示出与本专利技术实施例相关的部分。
[0018]该装置包括：
[0019]量子随机数生成器，由依次连接的激光光源、探测采样电路及FPGA组成；
[0020]集成于FPGA上的加解密器，FPGA通过PCIE接口与宿主机连接；
[0021]与FPGA连接的密钥存储器。
[0022]其中，激光光源依据量子熵源激光放大自发辐射或激光随机相位原理产生不同强度光，探测采样电路对量子熵源的光强进行探测与采样，得到光强原始数值，光强原始数值通常为高斯分布曲线，将光强原始数值输入FPGA；
[0023]FPGA采用已有的Toeplitz矩阵算法对光强原始数值进行随机化处理，最后得到满足随机性分布的量子随机数，存储至密钥存储器，密钥存储器基于外部导入的密钥和量子随机数生成内部密钥，是基于已有的密钥生成方法来生成内部密钥，加解密器对基于内部密钥对宿主机发送的待加密数据进行加密或待解密数据进行解密，基于已有的加解密算法进行数据的加密或解密。
[0024]在本技术实施例中，随机数的生成，内部密钥的生成，及加解密方法均采用的是现有的方法，且探测采样电路也是采用已有电路来实现。
[0025]在本技术实施例中，FPGA通过CPU与USB接口连接，密钥通过USB接口导入密钥存储器。
[0026]在本技术实施例中，FPGA还包括：
[0027]FPGA配置存储器，FPGA上电后从FPGA配置存储器下载配置程序，FPGA配置存储器不限于EPCS和FLASH等存储器。
[0028]在本技术实施例中，FPGA还包括：
[0029]RAM，用于存储PCIE接口发送和接收的数据。
[0030]本技术可以实现高速量子随机数生成，量子随机数生成后在芯片内部直接使用，增强了安全性，量子随机数处理与加解密等过程共用FPGA，可有效降低成本，简化设计。
[0031]上面结合附图对本技术进行了示例性描述，显然本技术具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本技术的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本技术的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于量子随机数的密码卡装置，其特征在于，所述装置包括：量子随机数生成器，由依次连接的激光光源、探测采样电路及FPGA组成；集成于FPGA上的加解密器，FPGA通过PCIE接口与宿主机连接；与FPGA连接的密钥存储器。2.如权利要求1所述基于量子随机数的密码卡装置，其特征在于，所述装置还包括：USB接口，通过CPU与FPGA连接，外部密钥通过USB接口导入密钥存...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗春华，凌杰，刘云，徐焕银，袁月，秦勇，叶程广，宋晨，
申请(专利权)人：安徽问天量子科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：