bsuirДоклады БГУИРDoklady BGUIR1729-76482708-0382БГУИР10.35596/1729-7648-2026-24-5-84-92bsuir-4451Research ArticleСтатьиСхема постобработки случайных чисел на базе многовходового сигнатурного анализатораRandom Number Post-Processing Scheme Based on a Multi-Input Signature AnalyzerПетровскийД. А.PetrovskyD.

Петровский Дмитрий Алексеевич,  магистр техн. наук, асп.  Тел.: +375 29 698-14-90

220013, Минск, ул. П. Бровки, 6 

Petrovsky Dmitry, M. Sci. (Tech.), Postgraduate Tel.: +375 29 698-14-90

220013, Minsk, P. Brovki St., 6

petrovsky.dmitr@gmail.comИванюкА. А.IvaniukA.

Иванюк А. А., д-р техн. наук, проф., проф. каф. информатики

Минск

Ivaniuk A., Dr. Sci. (Tech)., Professor, Professor at the Department of Computer Science

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиБеларусьBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsBelarus2026071120262458492Copyright © Петровский Д.А., Иванюк А.А., 20262026Петровский Д.А., Иванюк А.А.Petrovsky D., Ivaniuk A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.bsuir.by/jour/article/view/4451

Проведен анализ схем постобработки на основе регистра сдвига с линейной обратной связью. Предложена модификация схемы постобработки случайных чисел с использованием многоканального сигнатурного анализатора, коэффициента сжатия во времени и изменяемого количества источников энтропии. Проанализировано влияние основных параметров схемы на энтропию обрабатываемых последовательностей и результаты статистических тестов NIST 800-22. Оценены аппаратные затраты на реализацию на программируемых логических интегральных схемах и выполнено сравнение с аналогами. Полученные результаты подтверждают перспективность схемы для применения в энергоэффективных и требовательных к аппаратным затратам генераторах истинно случайных чисел.

An analysis of post-processing circuits based on a linear feedback shift register is carried out. A modification of the random number post-processing circuit using a multi-input signature analyzer is proposed, which employs a time compression factor and a variable number of entropy sources. The influence of the circuit’s key parameters on the entropy of processed sequences and on the results of NIST 800-22 statistical tests is analyzed. The hardware costs of implementing the circuit on programmable logic integrated circuits are estimated, and a comparison with similar circuits is performed. The results confirm the circuit’s potential for use in energyefficient and area-efficient true random number generators.

случайные данныепостобработка случайных чиселмногоканальный сигнатурный анализаторrandom datarandom number post-processingmulti-input signature analyzerReferencesChai, H. A Survey of Random Number Generator: Approaches, Tests, Novel Applications in Blockchain and AI-Driven Industrial Networks / H. Chai, Q. Pan, J. Wu // Security and Safety. 2025. Vol. 4, Article 2025015. DOI: 10.1051/sands/2025015.Chai H., Pan Q., Wu J. (2025) A Survey of Random Number Generator: Approaches, Tests, Novel Applica-tions in Blockchain and AI-Driven Industrial Networks. Security and Safety. 4 (2025015). DOI: 10.1051/sands/2025015.Fischer, V. True Random Number Generators in FPGAs / V. Fischer, F. Bernard // Computer Science, Engineering. 2011. P. 101–135. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1338-3_5.Fischer V., Bernard F. (2011) True Random Number Generators in FPGAs. Computer Science, Engineering. 101–135. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1338-3_5.TRNG Conditioning Component with Extended Output Capability: Pat. US 0211214, IPC G06F7/58 (2006.01); CPC G06F7/588 (2013.01), G06F2207/581 (20130.1), No 18/089,370. Filing date 27.12.2022, Publ. date 27.07.2024 / A. Ivaniuk, S. Zalivaka // Applicant SK Hynix Inc. Mode of access: https://www.freepatentsonline.com/20240211214.pdf. Date of access: 20.06.2025.Ivaniuk A., Zalivaka S. (2024) TRNG Conditioning Component with Extended Output Capability. Patent US 0211214, IPC G06F7/58 (2006.01); CPC G06F7/588 (2013.01), G06F2207/581 (20130.1), No 18/089,370. Filing date 27.12.2022, Publ. date 27.07.2024. Applicant SK Hynix Inc. Available: https://www.freepatentsonline.com/20240211214.pdf (Accessed 20 June 2025).Ярмолик, В. Н. Построение многоканальных сигнатурных анализаторов / В. Н. Ярмолик // Автоматика и телемеханика. 1985. № 1. С. 127–132.Yarmolik V. N. (1985) Design of Multichannel Signature Analyzers. Automation and Remote Control. (1), 127–132 (in Russian).Jun, B. The Intel Random Number Generator / B. Jun, P. Kocher // Cryptograph Research Inc., White Paper. 1999. Vol. 27. P. 1–8.Jun B., Kocher P. (1999) The Intel Random Number Generator. Cryptograph Research Inc., White Paper. 27, 1–8.Шамына, А. Ю. Исследование временных параметров физически неклонируемой функции типа арбитр с использованием кольцевого осциллятора / А. Ю. Шамына, А. А. Иванюк // Цифровая трансформация. 2022. Т. 28, № 1. С. 27–38. DOI: 10.35596/2522-9613-2022-28-1-27-38.Shamyna A. Yu., Ivaniuk A. A. (2022) Investigation of the Timing Parameters of the Arbiter-Based Physically Unclonable Function Using a Ring Oscillator. Digital Transformation. 28 (1), 27–38. https://doi.org/10.35596/2522-9613-2022-28-1-27-38 (in Russian).Burko, L. Health Tests Hardware Implementation for Entropy Sources / L. Burko, M. Kaiky, A. Ivaniuk // Информационные технологии и системы 2023: материалы Междунар. науч. конф., Минск, 22 нояб. 2023 г. Минск: Белор. гос. ун-т информ. и радиоэлек., 2023. C. 119–120.Burko L., Kaiky M., Ivaniuk A. (2023) Health Tests Hardware Implementation for Entropy Sources. Information Technologies and Systems 2023, Proceedings of the International Scientific Conference, Minsk, Nov. 22. Minsk, Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics. 119–120.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.