第36卷第1期大学物理实验Vol．36No．12023年2月PHYSICALEXPEＲIMENTOFCOLLEGEFeb．2023收稿日期:2022-09-12基金项目:山西省高等学校教学改革创新项目(J20220983);山西省高等学校科技创新计划项目(2021L483)*通讯联系人文章编号:1007-2934(2023)01-0085-05基于布朗运动随机数产生装置的设计与实现李晨朋，李永宏*，赵基恩(运城学院物理与电子工程系，山西运城044000)摘要:随机数的核心是数的不可预测性和不可重复性。它是密码学研究领域的一个关键问题，是信息安全的重要保障。本文基于布朗运动的无规则随机性，设计并制作了一种随机数的产生装置。该装置主要是通过跟踪做布朗运动的微粒轨迹变化，作为随机数的产生源。利用该实验装置取样537组数据分析了随机数的产生情况，发现其产生的十进制随机数概率基本相等，最大误差仅为0．017，可以满足真随机数不可预测性与不可重复性的需要。关键词:布朗运动;随机数;概率;十进制中图分类号:O4-33文献标志码:ADOI:10．14139/j．cnki．cn22-1228．2023．01．018《大学物理实验》投稿网址:http://dawushiyan．jlict．edu．cn随着信息化的高速发展，人们的生活也越来越方便，不出门就可以在网络上购物消费，银行转账，聊天交友等，更有许多人将自己的私人文件上传至云端，但客户端与服务端频繁的信息交互也带来信息泄露的安全隐患，例如2017年5月12日一种名为“永恒之蓝”的病毒在网络上广泛传播，它对中毒的用户数据进行加密，只有用户向黑客支付比特币，才能够找回私人数据。可见对于信息安全的研究已经成了刻不容缓的问题。对于信息安全的研究离不开对密码学的研究，而作为密码学的核心，密钥的质量主要依赖于随机数的不可预测性和不可重复性。在各种公私密钥算法与安全协议理论的设计中随机数是用作种子密钥或身份认证的不可或缺的组成部分。因此，如何生成高质量随机数来保障信息安全是研究的热点问题［1-3］。随机数产生及应用由来已久，历史上人们在需要使用到真随机数的场合通常使用抽签，掷骰子等方法来产生真随机数。进入电气时代后，人们使用电路上的随机噪声等来产生真随机数。传统电子真随机数发生器大致有以下几类，对电路热噪声的直接放大方法，使用电路时钟相位噪声累积方法，使用电路亚稳态特性等方法。这些传统的真随机数设计方法虽然具有成本低，功耗低等优势，但也有振荡器可移植性不足，周期严格，传输速率不足等问题亟待改进［3-5］。近来关于为真随机数发生器寻找新熵源的研究成为热点...
