研究課題
ランダムな数列を生成する乱数生成器は、情報セキュリティ分野や自然災害予測のための大規模数値シミュレーション分野に必要不可欠な基盤技術である。しかしながらコンピュータで生成される擬似乱数を用いた場合、安全性の脅威や予測精度の低下が近年大きな問題となっている。そこで本研究では、複雑系フォトニクス現象に基づく超高速物理乱数生成器の開発とその高機能化を行うことを目的とする。特に半導体レーザの高速性とカオスの不規則性を利用した超高速物理乱数生成器の開発を行い、大量の物理乱数に対するランダム性の質の定量的評価方法の確立を目標とする。さらに、物理乱数生成器のエントロピー生成率を実験データから定量的に評価し、乱数のランダム性の理論的保証を行う。本年度は、白色カオスのエントロピー生成率の評価方法を確立した。レーザカオス波形を2つに分割して干渉させて検出し、その差分信号を用いることで、広帯域な周波数スペクトルを有する白色カオスを実験的に生成した。この白色カオスを用いて高速物理乱数を生成し、そのエントロピー生成率を評価した。特に、物理乱数用の統計検定方式や、時系列データに基づくエントロピー評価方式を用いて、物理乱数としての非再現性の定量的な評価を行った。さらに白色カオス生成のためのパラメータを変化させて、エントロピー生成率が最大となるような乱数生成源の最適化を達成した。本評価方式を用いて、周波数帯域拡大カオスの物理乱数源のエントロピー生成率の定量的評価も行い、物理乱数源のランダム性を理論的に保障することに成功した。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (46件) (うち国際学会 19件、 招待講演 8件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)
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