隨機數(shù)發(fā)生器隨機性檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

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

2、數(shù)發(fā)生器,并用軟件實現(xiàn)這兩個發(fā)生器,產生相應的實例以供隨機性檢測器測試。同時在信息安全領域真隨機數(shù)發(fā)生器中選擇了一款常用的噪聲源芯片WNG4,用該芯片產生真隨機數(shù),本軟件系統(tǒng)調用該真隨機數(shù)序列作為測試實例,以供隨機性檢測器測試。
　　其次本文設計并實現(xiàn)了一款隨機性檢測器,該檢測器實現(xiàn)了國內較常用的15種檢測方法,包括單比特頻數(shù)檢測、塊內頻數(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、塊內最大“1”游程檢測、二元推導

3、檢測、自相關檢測、矩陣秩檢測、累加和檢測、近似熵檢測、線性復雜度檢測、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)計與概率學為理論依據(jù),對15種檢測方法進行軟件實現(xiàn),對每種方法的運算步驟及實現(xiàn)做了詳細的研究與分析。
　　然后本文使用三個正向實例與一個反向實例作為測試案例對檢測器進行測試。正向實例為本文自行設計的隨機數(shù)發(fā)生器產生的結果作為待測樣本數(shù)據(jù),即兩款
　　偽隨機數(shù)發(fā)生器與一款真隨機數(shù)發(fā)生器產生的隨機數(shù)

4、。反向實例為模擬一個有明顯缺陷的隨機數(shù)序列。本文詳細討論了測試結果,對隨機數(shù)發(fā)生器與隨機性檢測器同時進行測試與驗證,以證明隨機數(shù)發(fā)生器的良好性能及隨機性檢測器的運行有效性,并得出結論,證明該檢測系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)與預期一致。
　　本文的亮點在于:
　　緊密結合工作實際,緊緊圍繞隨機數(shù)隨機性檢測這一課題的研究,系統(tǒng)地梳理了相關檢測方法,綜合國內實際情況選擇了最適合信息安全領域的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