一种真随机序列的生成系统与方法与流程

本发明涉及安全通信技术领域，特别涉及一种真随机序列的生成系统与方法。

背景技术：

随机序列发生器是信息安全芯片或者信息安全系统中不可缺少的一部分，对于很多加密系统来说，其安全性完全取决于所使用的密钥和一些协议中的参数等。若采用传统模型产生的伪随机序列作为密钥，如果攻击者拥有足够的计算能力，则完全可以预测到伪随机序列的产生规律，从而破解密钥。对于使用伪随机序列的安全系统来说，采用软件方法产生的伪随机序列，并不能保证足够的不确定性，这使得伪随机序列成为加密系统性能提高的瓶颈。

随机序列在信息安全系统中的作用举足轻重，如果随机序列的随机性不够安全，整个系统极有可能被攻击者攻破。信息安全系统中的随机序列要求具有足够的长度和周期，即具有高度的随机性和不可预测性。随机序列的产生方法不外乎两种：伪随机序列和真随机序列，伪随机序列是具有可预测性，传统的真随机序列大都是采用热噪声生成，但是该些所谓的真随机序列依然存在着统计学规律性比如正态分布、泊松分布等特性，同样的不能足够的保证不确定性，对通信加密依然存在着安全问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种真随机序列的生成系统与方法，以解决现有技术中伪随机序列不能保证足够的不确定性以及传统的真随机序列大都是采用热噪声生成，但是该些所谓的真随机序列依然存在着统计学规律性比如正态分布、泊松分布等特性，同样的不能足够的保证不确定性，对通信加密依然存在着安全问题的技术性缺陷。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种真随机序列的生成系统，包括可从空间中接收无线电信号的接收天线、低噪声功率放大器、自动增益控制器、A/D转换器以及中央处理器，所述接收天线依次连接低噪声功率放大器、自动增益控制器、A/D转换器以及中央处理器，所述中央处理器控制连接自动增益控制器。

优选地，所述低噪声功率放大器通过带通滤波器连接自动增益控制器。

优选地，所述中央处理器采用FPGA处理模块。

本发明还提供了一种真随机序列的生成方法，包括以下步骤：

1)接收天线接收空间的无线电信号，通过低噪声功率放大器对接收的微弱无线电信号进行放大；

2)自动增益控制器自动调整模拟链路的接收增益，在空间中无线电信号比较弱的时候调大接收链路的增益，空间中无线信号比较强的时候调小接收链路的增益：

3)经过自动增益控制的无线电信号送A/D转换器进行AD采样生成随机序列，然后送给中央处理器进行处理与存储。

优选地，所述步骤2)中无线电信号经过带通滤波器滤出杂波后进入自动增益控制器。

优选地，所述方法中的中央处理器采用FPGA处理模块。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：

本发明的真随机序列的生成系统以及方法，采用接收天线直接从空中接收无线信号作为源信号，由于空中的无线信号是真正意义上的白噪声序列，所以经过该系统处理后的随机序列是没有任何规律而言的，是真正意义上的随机序列，该系统以及方法不仅能为通信系统中加密过程提供真正的真随机序列，大大提高了通信的安全性，还降低了系统的冗杂度，不需要传统意义上的随机序列源发生器，在一定程度上降低了系统成本。

附图说明

图1为本发明真随机序列的生成系统的原理框图；

图2为本发明真随机序列的生成方法的流程图。

图中：接收天线1，低噪声功率放大器2，自动增益控制器3，A/D转换器4，中央处理器5，带通滤波器6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。

如图1所示，一种真随机序列的生成系统，包括可从空间中接收无线电信号的接收天线1、低噪声功率放大器2、自动增益控制器3、A/D转换器4以及中央处理器5，所述接收天线1依次连接低噪声功率放大器2、自动增益控制器3、A/D转换器4以及中央处理器5，所述中央处理器5控制连接自动增益控制器3。

所述低噪声功率放大器2通过带通滤波器6连接自动增益控制器3，带通滤波器可以滤出通带外的杂散及干扰信号。

所述中央处理器5采用FPGA处理模块，现在的FPGA处理模块都配有LVDS通道，可以与高速的、A/D转换器4无缝互联，接收高速的AD采样信号。

如图2所示，本发明还提供了一种真随机序列的生成方法，包括以下步骤：

1)接收天线1接收空间的无线电信号，通过低噪声功率放大器2对接收的微弱无线电信号进行放大；

2)自动增益控制器3自动调整模拟链路的接收增益，在空间中无线电信号比较弱的时候调大接收链路的增益，空间中无线信号比较强的时候调小接收链路的增益：

3)经过自动增益控制的无线电信号送A/D转换器4进行AD采样生成随机序列，然后送给中央处理器5进行处理与存储。

另外，所述步骤2)中无线电信号经过带通滤波器6滤出杂波后进入自动增益控制器2。所述方法中的中央处理器5采用FPGA处理模块。

本发明的真随机序列的生成系统与方法，采用接收天线直接从空中接收无线信号作为源信号，由于空中的无线信号是真正意义上的白噪声序列，所以经过该系统处理后的随机序列是没有任何规律而言的，是真正意义上的随机序列，该系统以及方法不仅能为通信系统中加密过程提供真正的真随机序列，大大提高了通信的安全性，还降低了系统的冗杂度，不需要传统意义上的随机序列源发生器，在一定程度上降低了系统成本。