在瑞典林雪平大学开发的一种新型加密随机数发生器的帮助下，数字信息交换可以变得更安全、更便宜、更环保。这项研究背后的研究人员认为，新技术为新型量子通信铺平了道路。

基于过氧化物发光二极管的量子随机数生成。资料来源：Magnus Johansson

在一个联系日益紧密的世界里，网络安全变得越来越重要，不仅要保护个人，还要保护国家基础设施和银行系统等。与此同时，黑客和试图保护信息的人之间的竞争也在持续进行。加密仍然是保护信息的主要策略。因此，在发送电子邮件、网上购物或支付账单时，我们的数据都经过了数字加密。

基于过氧化物发光二极管的量子随机数生成。博士生 Joakim Argillander 和 Alvaro Alarcón 在实验室。图片来源：Magnus Johansson

量子随机数发生器的作用

随机数发生器可以是计算机软件，也可以是硬件，它们在加密中发挥着关键作用。这些生成器提供关键密钥，用于在接收端加密和解锁信息。

不同类型的随机数发生器提供不同程度的随机性，因此安全性也不同。硬件是更安全的选择，因为随机性是由物理过程控制的。而提供最佳随机性的硬件方法是基于量子现象的，研究人员称之为量子随机数发生器（QRNG）。

"在密码学中，数字的随机性不仅重要，而且只有你一个人知道。有了 QRNG，我们就能证明所生成的大量比特是私有的，因此是完全安全的。林雪平大学电子工程系研究员吉列尔梅-B-泽维尔（Guilherme B. Xavier）说："如果量子物理定律是正确的，那么就不可能在不被收件人发现的情况下进行窃听。

瑞典林雪平大学副教授 Guilherme B. Xavier。资料来源：Magnus Johansson

QRNG 的创新：过氧化物的优势

他的研究小组与物理、化学和生物系（IFM）的研究人员共同开发了一种新型 QRNG，不仅可用于加密，还可用于博彩和计算机模拟。林雪平研究人员的 QRNG 的新特点是使用了由类晶材料过氧化物制成的发光二极管。

他们的随机数发生器是目前生产的最好的随机数发生器之一，与同类产品相比毫不逊色。得益于透辉石的特性，它有可能更便宜、更环保。

高锋是 IFM 的教授，十多年来一直在研究过氧化物晶体。他认为，最近开发的包晶发光二极管（PeLED）意味着有机会彻底改变光学仪器等领域。

"例如，使用传统激光器进行 QRNG 是可行的，但价格昂贵。如果这项技术最终要应用到消费电子产品中，那么降低成本和尽可能环保的生产方式就显得尤为重要。此外，PeLED 的运行不需要那么多能源，"高锋说。

高锋，瑞典林雪平大学教授。图片来源：Magnus Johansson

未来展望与发展

下一步是进一步开发这种材料，使包晶石无铅化，并延长其使用寿命，目前的使用寿命为 22 天。Guilherme B. Xavier 认为，他们的新型 QRNG 可在五年内用于网络安全领域。

"如果用于敏感数据的电子元件是在瑞典制造的，这将是一个优势。如果你从其他国家购买一套完整的随机性发生器，你就不能确保它没有受到监控。"