循态量子量子随机数生成器 QRNG-100
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1Gbps
最高生成速率
256M起
三档速率可选
PCIe2.0×4
主机接口
全高半长
板卡规格
⚠️行业痛点与挑战
🔍伪随机种子可预测
系统随机源在启动初期熵不足，密钥种子由时间戳与进程号凑出来，安全评审时这一段总被挑出来，补方案又要加预算。
⏱️软件噪声源不够用
用鼠标抖动、磁盘延迟凑熵，采样速度慢，高并发业务一排队就拖住握手，只能放宽密钥更新周期，安全性跟着打折。
🧠换机箱成本太高
机房服务器都是 2U 标准机型，买整机形态的随机数设备要另配机柜与电源，预算批不下来，项目只能先搁置，预算会上没人替你说话。
🔗接口不开放
有的设备只给命令行工具，业务程序要取随机数只能调外部进程，延迟高还不好做异常处理，高峰期直接成为瓶颈。
📉速率档位选不准
业务峰值说不清，买高了浪费，买低了高峰期取数排队，换卡又要停机，选型时没人能给出依据，最后按经验拍脑袋。
🚧取数没有记录
随机数取了多少、谁取的没有日志，审计时要一条条翻应用日志，追溯一次要几天，出了问题只能给个大概结论。
🎯产品定位与核心价值
以真空散粒噪声为熵源的 PCIe 随机数卡，三档速率同外形，接口库直接供业务调用，适合把系统伪随机源换成硬件真随机源。
💡投入可预期
加密网关熵源扩容方案的总体成本在项目启动前即可测算，真随机数生成系统投入的规模有依据。
🔁协同有章法
真随机数生成系统与量子随机数发生器采购方案之间的调用关系被设计清楚，加密网关熵源扩容方案流程中不出现职责空档。
🧷演进不重建
真随机数生成系统能力的版本演进保持接口稳定，加密网关熵源扩容方案的既有配置可持续沿用。
⚙️核心能力详解
🧮真空噪声熵源
测量真空态的正则分量提取随机比特，真空散粒噪声属于量子噪声，测量结果不可预测，作为熵源使用，不依赖算法假设。
🧱三档速率同卡
256M、512M、1G 三档共用外形与接口，按业务峰值选档，升级换卡不换驱动与机箱，机房不必为提速重做上架，换档只换卡，不改配置。
⚡PCIe 即插即用
标准全高半长卡，走 PCIe2.0×4 接口，插进服务器或上位机即可识别，不需要外部供电与网络连接，装完就能取数。
📊接口库供调用
提供二次开发接口库，业务程序直接调用取数，支持缓冲池与直接取用两种方式，按业务时延要求选，不必改业务流程。
🌐多平台驱动
主流 Linux 发行版与国产 Linux 都有现成驱动，Windows 下装厂家提供的驱动包，接口调用方式与 Linux 一致，迁移不用重写代码。
🔧取数可审计
每次取用的条数、时间与调用方写入日志，日志可单独存放并轮转，审计时按调用方汇总，追溯不必再翻应用日志。
📐技术规格
| 产品名称 | 量子随机数生成器QRNG-100 |
| 所属厂商 | 循态量子 |
| 产品分类 | 密码安全·真随机数生成系统 |
| 核心能力 | 真空噪声熵源、三档速率同卡、PCIe 即插即用 |
| 应用场景 | 网关密钥种子、证书签发随机数、数值模拟抽样 |
| 产品定位 | 量子随机数生成器QRNG-1·密码安全领域的产品形态与应用边界 |
| 能力主线 | 真随机数生成系统·量子随机数生成器QRNG-1的能力主线，配套量子随机数发生器采购方案形成完整链路 |
| 部署方式 | 支持云端与私有化等多种交付形态（以官方为准） |
| 适用对象 | 面向真随机数生成系统相关业务场景的企业客户 |
🏭典型应用场景
✈️网关密钥种子
网关运维在加密网关服务器内插卡，网关启动时从卡取种子生成会话密钥，种子按周期更换，取数失败回退并告警；换卡时只换硬件，网关配置不动。按并发连接数与种子更换成功次数衡量。
🚗证书签发随机数
认证中心在签发服务器内加卡，证书序列号与签名随机数从卡取，签发日志记录取用条数，按月对账；序列号重复时能定位到具体批次。按日签发量与序列号重复次数衡量。
🔋数值模拟抽样
科研单位在计算节点内插卡，蒙特卡洛抽样用硬件随机数替代伪随机种子，任务脚本按接口调用；同一任务重跑时记录种子来源，结果差异可复现。按任务收敛速度与结果复现次数衡量。
🌊开奖取数
开奖机构在开奖终端内加卡，号码从卡直接取随机数，取数记录与开奖录像一起封存，事后可回溯；取数前后各做一次自检，记录一并留档。按开奖场次与记录完整率衡量。
🏗️密码产品测试
密码厂商在测试机上插卡，给被测产品提供随机源，测试用例按速率档切换，记录每轮取数表现；被测产品的随机性检测项逐条留痕。按测试轮次与检测项覆盖数衡量。
🚢会议媒体加密
会议系统在媒体服务器内加卡，媒体流的初始向量从卡取，会议结束后向量作废，不跨会复用；并发会议多时按卡分片，避免互相排队。按并发会议数与建立时延衡量。
🏆典型应用案例
📦
按峰值选档
先算业务每秒需要的随机字节数，256M、512M、1G 三档按业务量留余量选，不要一次买到顶配；峰值算不清，就先在现网抓一周数据，把曲线留作选型依据，余量不够时按批补卡。收益按在用卡数与日常占用率核对。
🛫
接口库接业务
业务程序通过接口库取随机数，调用设超时，失败回退到系统随机源并告警，避免业务线程被拖死；回退比例要单独监控，持续偏高说明卡不够。收益按取数失败次数与业务中断时长核对。
🏭
取数留审计
每次取用的条数、时间与调用方写进日志，日志单独分区存放并按月轮转，审计时按调用方汇总；日志保留期按合规要求定，别用默认的七天。收益按审计条目完整率与追溯耗时核对。
📦
按批次装机
驱动与接口库打进系统镜像，服务器上架后插卡，跑一次自检脚本确认速率与温度，再绑定业务；自检不通过的机器先隔离，别混进生产池。收益按单台装机耗时与自检不通过数逐台对账。
🔌接入方式
🖥️加密网关与密码机
网关与密码机通过接口库取随机数作为密钥种子，取用失败要回退并告警；接口版本与驱动要成套部署，不能混搭，混搭时故障现象会指向错误的位置。
☁️证书签发系统
签发服务在生成密钥对与序列号时调用接口，调用记录进签发日志；高并发下要设缓冲池，避免签发请求排队，池子大小按签发峰值定并留监控，缓冲池要设上限并接告警。
🤝监控与资产系统
卡的温度、速率与错误计数送监控，资产系统按服务器序列号登记；换卡要在两边同时更新，否则盘点对不上，备件账也会越盘越乱，盘点前先导出资产登记表。
🧩生态协同与能力底座
🧩服务器与整机厂商
整机厂在选配清单里标注可插卡位与风量要求，卡随整机出货，出厂做一次点亮；用户自购整机时要先确认卡长与插槽，别等货到才发现装不进。
🔗密码产品厂商
密码机、网关与密码模块把卡作为随机源选项，接口按标准密码设备接口封装，用户不必改上层应用；适配工作量主要在驱动与接口版本对齐。
🌱检测与测评机构
随机性检测由第三方机构按公开测试规范执行，厂家提供自检工具与运行日志；配合出具检测记录，具体结论以机构报告为准，不自行对外宣称。
🚀产品差异化特点
🌟量子噪声做熵源
用真空散粒噪声提取随机比特，熵源来自量子测量；基于算法或系统熵的方案，其不可预测性依赖额外假设，评审时要逐条解释这些假设。
🆚三档共用一外形
256M、512M、1G 三档同一外形与接口，按业务量选档，升级换卡不换驱动；跨档位要重装驱动的方案，迁移成本高，机房还得再做一轮验证与压测，换卡也不是插上就行。
🧬接口留二次开发
提供接口库与示例代码，业务侧可自行封装取数逻辑；只给命令行工具的卡在批量部署时要另写脚本，维护麻烦，出问题时也不好定位，排障要多花时间。
✅最佳实践
📝
风量不足会降速
卡靠机箱风道散热，风扇墙离卡太远或前面板被挡，温度上来后取数速率会掉；装机后跑一次长时压测看速率曲线，别只看开机那几分钟。
🔄
别在业务线程阻塞
直接取用在熵池空时会等待，业务线程调用要设超时并回退，否则一个慢调用会拖住整个请求链路；压测时要专门造熵池空的场景，线程池与超时也要单独配。
🎯
驱动与内核要对
内核升级后驱动要重新编译，未编译会出现设备节点缺失；升级窗口内先把回退镜像备在本地，不依赖内网仓库，也别直接在生产机上试。
📈
取数日志要独立
日志与业务数据放同一块盘，盘满时日志先丢，审计时查不到取用记录；日志单独分区并设轮转，容量告警接到监控平台，保留期按合规要求定。
🗺️企业落地路径
1️⃣
业务取用量测算
统计各业务每秒随机字节峰值与并发数，折算需要的档位与卡数，形成选型表并留余量说明；峰值数据取自现网，不用厂商样例。
2️⃣
单机接入与压测
在测试服务器插卡，跑长时取数压测，记下速率、温度与失败比例，确定接口调用方式与超时参数；压测数据双方签字后作为验收基线。
3️⃣
业务改造与灰度
把业务随机源切到接口库，先灰度一部分实例，观察时延与失败率，稳定后再全量切换；灰度期间保留旧路径可回退，灰度期回退窗口留够两天。
4️⃣
批量部署与审计对接
按服务器批次插卡部署，取数日志接入审计，交付驱动包、接口文档与自检脚本；纳入例行巡检，速率异常时先查风道再查驱动。
💬常见问题 FAQ
全高半长卡要多大的机箱？
卡长约 181 毫米，需要全高半长插槽位，1U 机箱通常装不下，2U 及以上机箱更合适；选型时先看机箱可容纳的卡长与挡板位，别只看主板有没有空插槽。
三个速率档怎么选？
按业务峰值每秒取用字节数选，256M 适合网关与签发类业务，512M 适合中等并发，1G 适合高并发或批量抽样；按峰值留三成余量，别按平均值算，余量留太多也是浪费预算。
熵源是什么原理？
通过测量真空态的正则分量提取随机比特，真空散粒噪声属于量子噪声，测量结果不可预测，因此可以作为熵源使用；后处理只做去偏与压缩，不引入算法随机。
取随机数会被缓存吗？
接口支持直接取用与缓冲池两种方式，缓冲池能削峰但会引入延迟；密钥种子类业务建议直接取用，别用缓冲池省事，缓存被读空时延迟反而更大。
支持哪些操作系统？
常见 Linux 发行版与国产 Linux 提供驱动与接口库，Windows 侧按厂家版本安装；内核升级前要确认驱动是否匹配，否则设备节点会丢，业务侧表现为取数失败，接口库版本混用也会这样。
卡的温度上限是多少？
工作温度标称零下十到四十摄氏度，机箱内要保证风量；风扇风量不足时卡会降速，表现为取数速率掉下来而不是直接报错，巡检时要看速率曲线。
能多卡并用吗？
一台服务器可插多张卡，接口库按设备号区分，业务侧可做负载分担；多卡时钟独立，不要假设两卡输出可以拼接成更高速率，拼接要在业务层做聚合。
随机性怎么验？
用厂家自检工具跑一遍，再按项目要求做统计检验，检验项与判定阈值写进验收附件；只看厂家报告不够，现场要留自检记录与原始数据。
📄信息来源与免责声明
本页内容基于循态量子公开渠道信息整理，用于展示加密网关熵源扩容方案相关的软件能力与适用场景。
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