Генератор случайной последовательности Российский патент 2023 года по МПК G06F7/58 H04L9/22 

Изобретение относится к оптической и радиотехнике и может быть использовано для создания случайной последовательности.

Известно изобретение широкополосный цифровой генератор шума [1], содержащий тактовый генератор, регистр сдвига, сумматор по модулю 2, цепь запуска, усилитель мощности, умножительный диод и полосковую линию, которое позволяет сформировать широкополосный шумовой сигнал с равномерной спектральной плотностью шума, спектр которого лежит в области частот от 10 кГц до 2 ГГц. Недостатком данного устройства является то, что сгенерированный данным устройством широкополосный шумовой сигнал не является случайным, а значит может быть математически определен

Известно устройство генератор случайной последовательности [2]. Устройство содержит селектор-мультиплексор, оперативное запоминающее устройство, источник случайных чисел, К Р-разрядных регистров. Недостатком данного устройства является то, что процесс генерации случайных чисел в нем не описан, поэтому не представляется возможным сделать заключение о случайности генерируемой последовательности в источнике случайных чисел.

Известно изобретение высокоскоростной квантовый генератор случайных чисел на переключении поляризации в полупроводниковом лазере с вертикальным резонатором (варианты) и способ формирования случайной числовой последовательности с его помощью [3], содержащий лазерный драйвер, поляризатор, фотоприемник, компаратор и вычислительный блок, данное устройство выбрано в качестве устройства-прототипа. Устройство-прототип позволяет повысить качество случайности оцифрованной бинарной последовательности.

Недостатком устройства-прототипа является то, что сгенерированная данным устройством бинарная последовательность не является случайной, т.к в изобретении не описан принцип работы поляризатора, поэтому можно сделать вывод, что поляризация зависит от мощности излучения лазера, которая заранее известна, а именно задается лазерным драйвером по определенному алгоритму.

Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является расширение функциональных возможностей за счет формирования случайной последовательности импульсов, которая не определяется математическими способами.

Для достижения технического результата в генератор случайной последовательности, содержащий, источник света, поляризатор и компаратор дополнительно введены, первый формирователь «единиц», второй формирователь «нулей», светодиод, формирователь случайной последовательности, источник света является источником фотонов, поляризатор является призмой «Николя». При этом выход источника фотонов соединен с входом поляризатора, являющимся призмой «Николя», первый выход которой соединен с входом первого формирователя «единиц», а второй выход соединен с входом второго формирователя «нулей», выходы промежуточных формирователей подключены к входам светодиода, выход которого подключен к входу формирователя случайной последовательности, выход которого подключен к входу компаратора.

На фиг.1 изображена структурная схема генератора случайной последовательности.

На фиг.2 изображен вариант сформированной случайной последовательности.

Генератор случайной последовательности содержит: источник фотонов 1, выход которого соединен со входом, поляризатора, являющимся призмой «Николя» 2, первый выход которого соединен с входом первого формирователя «единиц» 3, а второй выход соединен с входом второго формирователя «нулей» 4, выходы промежуточных формирователей подключены к входам светодиода, выход которого подключен к входу формирователя случайной последовательности, выход которого подключен к входу компаратора.

Устройство работает следующим образом:

источник фотонов 1 вырабатывает поток фотонов, который поступает на вход поляризатора, являющегося призмой «Николя» 2. В призме «Николя» фотоны с произвольным состоянием поляризации после преломления разделяются на два потока случайным образом - обыкновенный и необыкновенный. Необыкновенный поток проходит призму беспрепятственно, сохраняет поляризацию и попадает на вход первого формирователя «единиц» 3, где формируются «единицы». Обыкновенный поток испытывает полное внутреннее отражение, меняет поляризацию на противоположную и попадает на вход второго формирователя «нулей» 4, в котором формируются «нули». Импульсы из формирователей попадают на вход светодиода 5, сигнализирующего о том, что сформирован единичный импульс, далее, с выхода светодиода импульсы поступают на вход формирователя случайной последовательности 6, где записываются в регистр и поступают на вход компаратора 7, в котором происходит оцифровка последовательности импульсов для дальнейшего использования в необходимом устройстве и для формирования шумового сигнала.

Таким образом, введение в устройство первого формирователя «единиц», второго формирователя «нолей», светодиода, формирователя случайной последовательности, источника света, выполненного в виде источника фотонов, поляризатора, являющегося призмой «Николя», позволяет достичь технического результата, заключающегося в расширение функциональных возможностей за счет формирования случайной последовательности импульсов.

Литература

1. RU №2208289, 2003 г.

2. RU №2313125, 2006 г

3. RU №2788400, 2023 г.

Изобретение относится к оптической и радиотехнике и может быть использовано для создания случайного шумового сигнала. Технический результат заключается в реализации формирования случайной последовательности импульсов, которая не определяется математическими способами. Технический результат достигается за счет того, что генератор случайной последовательности содержит источник света, поляризатор, компаратор, первый формирователь «единиц», второй формирователь «нулей», светодиод, формирователь случайной последовательности, при этом поляризатор является призмой «Николя». 2 ил.

Генератор случайной последовательности, состоящий из источника света, поляризатора и компаратора, отличающийся тем, что дополнительно введены первый формирователь «единиц», второй формирователь «нулей», формирователь случайной последовательности, источник света выполнен в виде источника фотонов, поляризатор является призмой «Николя», при этом выход источника фотонов подключен к входу поляризатора, первый выход которого соединен с входом первого формирователя «единиц», а второй выход соединен с входом второго формирователя «нулей», выходы которых подключены к входам светодиода, выход которого подключен к входу формирователя случайной последовательности, выход которого подключен к входу компаратора.