隨機(jī)數(shù)發(fā)生器隨機(jī)性檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨機(jī)數(shù)作為密鑰或密碼運(yùn)算資源被廣泛應(yīng)用于信息安全系統(tǒng),隨機(jī)數(shù)的研究越來越重要。隨著計算技術(shù)和密碼學(xué)的發(fā)展,在信息安全應(yīng)用中不僅需要可輸出各種形式隨機(jī)數(shù)的發(fā)生器,而且還需要對隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性做更深入的研究與分析,為相關(guān)應(yīng)用提供理論支撐。
　　本文綜合討論了隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及隨機(jī)性檢測器的設(shè)計與實現(xiàn)。
　　首先對隨機(jī)數(shù)發(fā)生器進(jìn)行了分類討論,按照真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器與偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器兩種產(chǎn)生方法及性能進(jìn)行了分析和對比。本文研究并設(shè)計了兩款偽隨機(jī)

2、數(shù)發(fā)生器,并用軟件實現(xiàn)這兩個發(fā)生器,產(chǎn)生相應(yīng)的實例以供隨機(jī)性檢測器測試。同時在信息安全領(lǐng)域真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器中選擇了一款常用的噪聲源芯片WNG4,用該芯片產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù),本軟件系統(tǒng)調(diào)用該真隨機(jī)數(shù)序列作為測試實例,以供隨機(jī)性檢測器測試。
　　其次本文設(shè)計并實現(xiàn)了一款隨機(jī)性檢測器,該檢測器實現(xiàn)了國內(nèi)較常用的15種檢測方法,包括單比特頻數(shù)檢測、塊內(nèi)頻數(shù)檢測、撲克檢測、重疊子序列檢測、游程總數(shù)檢測、游程分布檢測、塊內(nèi)最大“1”游程檢測、二元推導(dǎo)

3、檢測、自相關(guān)檢測、矩陣秩檢測、累加和檢測、近似熵檢測、線性復(fù)雜度檢測、Maurer通用統(tǒng)計檢測、離散傅立葉檢測等15項檢測方法。以統(tǒng)計與概率學(xué)為理論依據(jù),對15種檢測方法進(jìn)行軟件實現(xiàn),對每種方法的運(yùn)算步驟及實現(xiàn)做了詳細(xì)的研究與分析。
　　然后本文使用三個正向?qū)嵗c一個反向?qū)嵗鳛闇y試案例對檢測器進(jìn)行測試。正向?qū)嵗秊楸疚淖孕性O(shè)計的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的結(jié)果作為待測樣本數(shù)據(jù),即兩款
　　偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器與一款真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)

4、。反向?qū)嵗秊槟M一個有明顯缺陷的隨機(jī)數(shù)序列。本文詳細(xì)討論了測試結(jié)果,對隨機(jī)數(shù)發(fā)生器與隨機(jī)性檢測器同時進(jìn)行測試與驗證,以證明隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的良好性能及隨機(jī)性檢測器的運(yùn)行有效性,并得出結(jié)論,證明該檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)與預(yù)期一致。
　　本文的亮點(diǎn)在于:
　　緊密結(jié)合工作實際,緊緊圍繞隨機(jī)數(shù)隨機(jī)性檢測這一課題的研究,系統(tǒng)地梳理了相關(guān)檢測方法,綜合國內(nèi)實際情況選擇了最適合信息安全領(lǐng)域的15種檢測方法,再用簡潔高效的軟件語言實現(xiàn)這些檢測方