YD/T 3907.3-2021 标准解读

一、核心基础术语释义

• 量子随机数发生器（Quantum Random Number Generator, QRNG）：依据量子力学基本原理，利用单个量子事件的内禀不可预测性（如光子路径选择、真空涨落、光子到达时间等）产生原始随机比特序列，并经后处理输出满足统计随机性与信息论安全性要求的真随机数的物理装置。
• 真随机数（True Random Number）：其生成过程不依赖于确定性算法或初始种子，其每一位输出在数学上独立同分布且不可预测，熵源具有非经典、不可克隆、不可预知的量子本征特性。
• 后处理（Post-processing）：对QRNG原始输出比特流实施的确定性算法操作，包括但不限于熵提取、误码校正、隐私放大，以消除偏置、相关性及潜在侧信道泄露信息，确保输出满足NIST SP 800-90B/C及GB/T 39786—2021规定的随机性与抗攻击性要求。
• 最小熵（Min-Entropy）：表征QRNG熵源最坏情况不确定性度量，定义为H_∞ = −log₂(max_x P(x))，其中P(x)为原始输出符号x的概率质量函数；标准要求原始熵率不低于0.5 bit/bit，后处理输出最小熵率不低于0.999 bit/bit。

二、专项技术术语解析

• 量子熵源（Quantum Entropy Source）：直接利用量子现象产生随机性的物理模块，须满足可建模性、可观测性与可重复性；标准限定类型包括单光子探测事件、平衡零拍探测中的量子噪声、激光相位扩散及真空态散粒噪声四类，禁用宏观混沌系统或半导体噪声等非量子熵源。
• 条件熵率（Conditional Entropy Rate）：在存在环境辅助信息（Eve’s side information）前提下，单位原始比特所含对抗性未知熵，计算公式为H(X|E) = H(X) − I(X;E)，标准规定该值须≥0.5 bit/bit，且须通过设备无关或半设备无关模型验证。
• 实时吞吐率（Real-time Throughput）：在满足全部安全参数约束（含后处理延迟≤100 ms、误码率≤1×10⁻⁶）条件下，单位时间稳定输出的安全随机比特数，单位为kbit/s；标准按应用场景划分为Ⅰ级（≥10 kbit/s）、Ⅱ级（≥100 kbit/s）、Ⅲ级（≥1000 kbit/s）三档。
• 抗环境扰动能力（Environmental Disturbance Immunity）：在温度（−5 ℃～+45 ℃）、湿度（30 %RH～85 %RH）、电磁场（≤10 V/m，30 MHz–1 GHz）变化条件下，输出随机性指标（p值、块频数、游程等）持续满足GB/T 32915—2016 A级要求的能力，测试周期不少于72 h。

三、易混淆术语区分

四、术语应用规范

1. 在产品铭牌、技术规格书及检测报告中，“QRNG”须全称标注为“量子随机数发生器”，禁用“量子真随机数发生器”“量子RNG”等非标简称；型号命名须包含熵源类型代码（如“QP”表示单光子、“ZB”表示零拍）及安全等级标识（如“S2”表示Ⅱ级）。
2. 检测报告中“条件熵率”数值须注明测量模型（设备相关/半设备无关）、环境温湿度、采样时长及置信水平（≥95 %），并同步给出原始数据哈希摘要（SHA-256）供第三方复核。
3. 用户手册中“实时吞吐率”须明确标注测试条件：后处理启用状态、输入熵率设定值、误码校正算法类型（如LDPC或BCH）、输出安全强度（128 bit或256 bit）及对应延迟参数。
4. 在QKD系统集成文档中，“后处理”一词须严格限定为符合GB/T 39786—2021第6章规定的三阶段流程；若采用定制化算法，须提供形式化安全性证明及FIPS 140-3 Level 3等效性声明。