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申请/专利权人：上海航芯电子科技股份有限公司

摘要：本发明涉及一种量子随机数实时高速后处理器及后处理实现方法。应用于高速量子随机数的实时后处理及数据安全性的提升，使用FPGA的FFT硬件资源，包括Toeplitz子矩阵生成模块、Toeplitz子矩阵扩展模块、数据扩展模块，快速FFT计算模块以及Toeplitz子矩阵运算结果合并模块；通过Toeplitz子矩阵进行分解流水线操作，通过将Toeplitz子矩阵扩展为循环矩阵同时扩展原始随机数，从而通过FPGA中FFT硬件资源进行处理，减少FPGA的LUT资源的占用。

主权项：1.一种量子随机数实时高速后处理器，应用于高速量子随机数的实时后处理及数据安全性的提升，使用FPGA的FFT硬件资源，其特征在于，包括量子随机数源信号生成模块、Toeplitz子矩阵生成模块、Toeplitz子矩阵扩展模块、数据扩展模块，快速FFT计算模块以及Toeplitz子矩阵运算结果合并模块；所述量子随机数源信号生成模块用于输出两路量子随机数信号，所述两路量子随机数信号包括第一量子随机信号和第二量子随机信号；所述第一量子随机信号作为原始随机数信号，每次输出j位随机数；所述第二量子随机信号作为Toeplitz子矩阵生成模块的输入，每次也输出j位随机数；所述Toeplitz子矩阵生成模块用于根据接收到的所述第二量子随机信号输出的j位随机数；具体的，根据从n位随机数中提取出m位随机数，构建m行n列的Toeplitz矩阵，将所述m行n列的Toeplitz矩阵划分为（nj）个m行j列的Toeplitz子矩阵，其中m大于j且小于n，n是j的整数倍；所述数据扩展模块用于根据接收到的所述第一量子随机信号输出的j位随机数扩展为m行列矩阵；所述Toeplitz子矩阵扩展模块用于将所述Toeplitz子矩阵生成模块生成的所述m×j的Toeplitz子矩阵扩展为m×m的循环矩阵；所述快速FFT计算模块用于计算所述Toeplitz子矩阵扩展模块扩展的所述m×m的循环矩阵以及所述数据扩展模块扩展的所述m行列矩阵的乘积，获得m×1的中间矩阵；所述Toeplitz子矩阵运算结果合并模块用于将（nj）次的所述快速FFT计算模块的计算结果m×1的中间矩阵进行累加输出m位随机数，最终合并的结果等于m×n的Toeplitz矩阵与n位随机数的乘积。

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