確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器安全性分析及改進(jìn).pdf

1、隨機(jī)數(shù)在密碼學(xué)中的具有十分重要的地位，被廣泛用于密鑰產(chǎn)生、初始化向量、時(shí)間戳、認(rèn)證挑戰(zhàn)碼、密鑰協(xié)商、大素?cái)?shù)產(chǎn)生等等方面。隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器就是用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的算法、函數(shù)以及設(shè)備。因此它的安全性也就對(duì)密碼系統(tǒng)的安全性帶來(lái)重要影響。 本文主要對(duì)確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器（偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器）進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容包括如下幾點(diǎn)：第一，對(duì)隨機(jī)數(shù)的一些概念進(jìn)行明確定義，并對(duì)過(guò)去的一些隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器及其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的分析和總結(jié)。接著闡述了確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器中使用

2、的密碼學(xué)算法的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 第二，對(duì)一些確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器的測(cè)試方法進(jìn)行分析，以確定這些標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際意義和驗(yàn)證手段的有效性。因此，本文對(duì)FIPS 140-1 隨機(jī)數(shù)測(cè)試驗(yàn)證方法進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)學(xué)分析。另外，借助一些文獻(xiàn)的幫助，本文還對(duì)SP800-22 隨機(jī)數(shù)測(cè)試驗(yàn)證方法進(jìn)行了討論，其中也對(duì)其統(tǒng)計(jì)學(xué)意義進(jìn)行了研究。 第三，對(duì)SP800-90 確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生推薦標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安全性分析。因?yàn)樵谥暗腃rypto2007 會(huì)議上，

3、有報(bào)告宣稱(chēng)其存在技術(shù)后門(mén)，可以使得攻擊者輕而易舉地攻擊這個(gè)系統(tǒng)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)存在如此大的問(wèn)題是很令人吃驚的。本文在參考了報(bào)告的基礎(chǔ)上，對(duì)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，指出了攻擊該系統(tǒng)的Dual_EC_DRBG 需要滿(mǎn)足的一系列條件和帶來(lái)的影響，并給出了相關(guān)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，由于橢圓密碼系統(tǒng)較為復(fù)雜，所以之前背景知識(shí)論述時(shí)給予其較大的篇幅。 第四，對(duì)自己設(shè)計(jì)并投入工程使用的確定性隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器進(jìn)行研究，分析其統(tǒng)計(jì)特性和相關(guān)的安全性。作者用FIPS