基于AES的偽隨機數(shù)生成器的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨機數(shù)在計算機科學的各個領(lǐng)域里一直被廣泛使用，尤其是在密碼學領(lǐng)域中，其隨機性的好與壞直接影響到對數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名、身份認證等的安全性。特別是它作為密鑰被用于信息系統(tǒng)的時候，這一點顯得十分突出。事實上，系統(tǒng)通常使用的隨機數(shù)基本都是由偽隨機數(shù)生成器產(chǎn)生的，這種偽隨機數(shù)生成器通常是由專門設計的算法以及具備良好隨機性的信息作為輸入來實現(xiàn)的。
　　本論文主要研究基于高級數(shù)據(jù)加密標準AES的偽隨機數(shù)生成器的設計與實現(xiàn)，并探討所設計的偽隨機數(shù)

2、生成器的具體應用。
　　首先，本文以AES為核心工具，采用CBC工作模式設計了一個偽隨機數(shù)生成器。該偽隨機數(shù)生成器以計算機當前系統(tǒng)的毫秒級時間、納秒級時間和CPU使用率作為隨機信息源。對隨機輸入信息進行明文、密鑰和初始向量的劃分，并根據(jù)所需輸出的隨機數(shù)的范圍和數(shù)量確定明文分組數(shù)，各明文分組經(jīng)過AES加密生成密文分組，對密文進行切分和變換即可輸出特定范圍及數(shù)量的偽隨機數(shù)。
　　其次，對所設計的基于AES的偽隨機數(shù)生成器進行實現(xiàn)

3、，并對其性能進行了分析。在性能分析方面分別進行了偽隨機數(shù)生成器產(chǎn)生偽隨機數(shù)所消耗時間的檢測、NIST SP800-22標準檢測、頻數(shù)檢測和數(shù)值分布檢測。通過對大量實驗結(jié)果的統(tǒng)計分析，證明本文所設計的偽隨機數(shù)生成器具備性能穩(wěn)定且產(chǎn)生的結(jié)果具備隨機性好、獨立性好、均勻性好等特點。
　　最后，利用基于AES的偽隨機數(shù)生成器的設計原理和思路，將所設計的偽隨機數(shù)生成器應用到抽獎系統(tǒng)和密鑰生成系統(tǒng)上，并對這兩個應用系統(tǒng)進行設計與實現(xiàn)。實驗結(jié)果