隨機(jī)數(shù)發(fā)生器隨機(jī)性檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)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(lái)越重要。隨著計(jì)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(duì)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(cè)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
　　首先對(duì)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(duì)比。本文研究并設(shè)計(jì)了兩款偽隨機(jī)

2、數(shù)發(fā)生器,并用軟件實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)發(fā)生器,產(chǎn)生相應(yīng)的實(shí)例以供隨機(jī)性檢測(cè)器測(cè)試。同時(shí)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(cè)試實(shí)例,以供隨機(jī)性檢測(cè)器測(cè)試。
　　其次本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款隨機(jī)性檢測(cè)器,該檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)較常用的15種檢測(cè)方法,包括單比特頻數(shù)檢測(cè)、塊內(nèi)頻數(shù)檢測(cè)、撲克檢測(cè)、重疊子序列檢測(cè)、游程總數(shù)檢測(cè)、游程分布檢測(cè)、塊內(nèi)最大“1”游程檢測(cè)、二元推導(dǎo)

3、檢測(cè)、自相關(guān)檢測(cè)、矩陣秩檢測(cè)、累加和檢測(cè)、近似熵檢測(cè)、線性復(fù)雜度檢測(cè)、Maurer通用統(tǒng)計(jì)檢測(cè)、離散傅立葉檢測(cè)等15項(xiàng)檢測(cè)方法。以統(tǒng)計(jì)與概率學(xué)為理論依據(jù),對(duì)15種檢測(cè)方法進(jìn)行軟件實(shí)現(xiàn),對(duì)每種方法的運(yùn)算步驟及實(shí)現(xiàn)做了詳細(xì)的研究與分析。
　　然后本文使用三個(gè)正向?qū)嵗c一個(gè)反向?qū)嵗鳛闇y(cè)試案例對(duì)檢測(cè)器進(jìn)行測(cè)試。正向?qū)嵗秊楸疚淖孕性O(shè)計(jì)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的結(jié)果作為待測(cè)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(gè)有明顯缺陷的隨機(jī)數(shù)序列。本文詳細(xì)討論了測(cè)試結(jié)果,對(duì)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器與隨機(jī)性檢測(cè)器同時(shí)進(jìn)行測(cè)試與驗(yàn)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(cè)器的運(yùn)行有效性,并得出結(jié)論,證明該檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)與預(yù)期一致。
　　本文的亮點(diǎn)在于:
　　緊密結(jié)合工作實(shí)際,緊緊圍繞隨機(jī)數(shù)隨機(jī)性檢測(cè)這一課題的研究,系統(tǒng)地梳理了相關(guān)檢測(cè)方法,綜合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況選擇了最適合信息安全領(lǐng)域的15種檢測(cè)方法,再用簡(jiǎn)潔高效的軟件語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)這些檢測(cè)方