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量子随机数随机性测试与健康检测

共计 30 章节
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01
课程导入与量子随机数全景
目标=明确量子随机数发生器（QRNG… · 输出形态 · 随机性测试与健康检测的目标边界
课程导入量子随机数全景
02
量子随机性的物理基础
目标=介绍量子测量 · 叠加态 · 纠缠与不可克隆定理如何为随机数提供信…
量子随机性的物理…目标=介绍量子测…
03
QRNG系统架构与数据流
目标=拆解光源 · 探测 · 采样
QRNG系统架构
04
随机性测试的统计语言
目标=讲解假设检验 · 显著性水平 · p值
随机性测试的统计…目标=讲解假设检…
05
NIST SP 800-22测试套件精讲
目标=逐项解析频率 · 块内频数 · 游程
NISTSP
06
NIST STS实战
目标=安装 · 配置与批量运行 · 样本长度设定
NISTSTS
07
Dieharder与TestU01测试套件
目标=对比Dieharder · TestU01（SmallCrush · Crush
DieharderTestU01
08
随机性测试结果的可视化与报告
目标=使用p值分布直方图 · 通过率置信区间 · 测试项热力图等呈现测试结论
随机性测试结果的…报告
09
熵估计与最小熵
目标=从香农熵 · Rényi熵到最小熵 · 讲解如何基于QRNG的物理模型与输出…
熵估计最小熵
10
NIST SP 800-90B健康检测框架
目标=解析熵源健康检测（连续健康测试… · 失败判定 · 告警与恢复策略
NISTSP
11
连续健康测试实战
目标=在QRNG实时数据流上实现重复… · 调参阈值 · 统计误报率与漏报率
连续健康测试实战QRNG
12
启动健康测试实战
目标=设计并实现启动阶段的熵估计与健… · 处理冷启动 · 温漂
启动健康测试实战目标=设计并实现…
13
AIS 31与BSI健康检测方法
目标=介绍AIS 31标准中的在线测… · 对比NIST SP 800-90B的… · 分析其在德国智能卡与安全模块中的应用
AISBSI
14
量子随机数后处理与随机性提取
目标=讲解哈希函数 · 异或压缩 · Toeplitz矩阵提取器等后处理方…
量子随机数后处理随机性提取
15
后处理对随机性测试结果的影响评估
目标=设计对照实验 · 比较后处理前后NIST STS · Dieharder通过率与最小熵估计…
后处理对随机性测…目标=设计对照实…
16
QRNG原始数据采集与预处理
目标=搭建采集脚本 · 处理探测器死时间 · 暗计数
QRNG原始数据采集
17
偏差、相关性与周期性的诊断
目标=使用游程分析 · 自相关函数 · 功率谱
偏差相关性
18
条件随机性与马尔可夫模型
目标=针对存在记忆效应的QRNG · 建立马尔可夫链或隐马尔可夫模型 · 估计条件最小熵
条件随机性马尔可夫模型
19
量子随机数健康检测中的机器学习辅助
目标=探索使用异常检测 · 变化点检测与分类器识别熵源退化 · 讨论其可解释性
量子随机数健康检…机器学习辅助
20
实时健康检测系统设计
目标=从吞吐率 · 延迟 · 资源占用与可靠性出发
实时健康检测系统…目标=从吞吐率
21
QRNG失效模式与攻击面分析
目标=梳理光源衰减 · 探测器饱和 · 电磁干扰
QRNG失效模式
22
随机性测试的对抗性视角
目标=分析攻击者如何构造通过统计测试… · 讨论测试套件的局限性以及物理模型与形…
随机性测试的对抗…目标=分析攻击者…
23
可证明安全的量子随机数
目标=介绍基于设备无关 · 半设备无关与源无关协议的随机性认证思… · 理解其与统计测试
可证明安全的量子…目标=介绍基于设…
24
QRNG标准化与认证要求
目标=梳理NIST · BSI · ISO
QRNG标准化
25
测试实验室建设与流程管理
目标=规划QRNG随机性测试实验室的… · 软件 · 数据管理与人员分工
测试实验室建设流程管理
26
案例研究
目标=光量子QRNG的随机性测试与健… · 完成从原始数据到NIST STS · 90B健康检测与熵评估的全流程
案例研究QRNG
27
案例研究
目标=超导量子比特QRNG的测试挑战 · 读出噪声与采样率方面的特殊性 · 设计适配的随机性测试与健康检测方案
案例研究QRNG
28
案例研究
目标=集成光子QRNG的在线健康检测 · 实现轻量级连续健康测试 · 并评估其在长期运行中的稳定性与误报表…
案例研究QRNG
29
综合实战
目标=构建QRNG随机性测试与健康检… · 预处理 · NIST STS/Dieharder…
综合实战QRNG
30
课程总结与前沿展望
目标=回顾随机性测试与健康检测的核心… · 讨论量子随机数在密码 · 仿真
课程总结前沿展望