Улучшение статистических характеристик аппаратного генератора случайных чисел программным способом
https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-7-43-47
Аннотация
В качестве источника случайных чисел часто применяют аппаратные генераторы случайных чисел, работа которых основана на хаотически изменяющихся параметрах различных физических процессов. Статистические характеристики таких генераторов не всегда позволяют использовать их в сфере защиты информации. Для совершенствования этих показателей используют различные программные средства обработки выходных данных генератора. Исследована возможность улучшения статистических характеристик аппаратного генератора случайных чисел программным способом. Данный генератор построен на основе шумового диода ND103L и на выходе имеет случайную цифровую последовательность двоичных чисел. С целью совершенствования статистических характеристик выходной поток случайных чисел обрабатывался при помощи программного метода, основанного на вычислении конечных разностей высокого порядка. Данный метод позволяет получить более симметричное распределение случайных чисел, а также увеличить скорость их генерации. После обработки данные с исследуемого генератора имели лучшие статистические характеристики, что подтверждено тестами NIST и Diehard, также скорость генерации увеличилась более чем в пять раз. Результаты выполненных исследований могут быть полезны разработчикам аппаратных генераторов случайных чисел, которым требуется улучшить характеристики генератора.
Об авторе
М. О. Пикуза
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Беларусь
Беларусь
Пикуза Максим Олегович - аcпирант кафедры информационных радиотехнологий
220013, Республика Беларусь, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Тел. +375 33 650-31-78
Список литературы
1. Herrero-Collantes, M. Quantum Random Number Generators / М. Herrero-Collantes, J. C. Garcia-Escartin // Reviews of Modern Physics. 2017. Vol. 89, No 1.
2. Пикуза, М. О. Тестирование аппаратного генератора случайных чисел при помощи набора статистических тестов NIST / М. О. Пикуза, С. Ю. Михневич // Доклады БГУИР. 2021. Т. 19, № 4. С. 37– 42.
3. Chizhevsky, V. N. Symmetrization of Single-Sided or Non-Symmetrical Distributions: the Way to Enchance a Generation Rate of Random Bits from a Physical Source of Randomness / V. N. Chizhevsky // Phys. Rev. E. 2010. Vol. 82, No 5.
4. A Statistical Test Suitefor Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications / А. Rukhin [et al.]. Gaithersburg: National Institute of Standards and Technology, 2010.
5. Brown, R. G. Dieharder: a Random Number Test Suite. Version 3.31.1 / R. G. Brown, D. Eddelbuettel, D. Bauer. http://webhome.phy.duke.edu/~rgb/General/dieharder.php.
Рецензия
Для цитирования:
Пикуза М.О. Улучшение статистических характеристик аппаратного генератора случайных чисел программным способом. Доклады БГУИР. 2022;20(7):43-47. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-7-43-47
For citation:
Pikuza M.O. Statistical Characteristics Improvement of a Hardware Random Number Generator by a Software Method. Doklady BGUIR. 2022;20(7):43-47. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2022-20-7-43-47
Просмотров: 244
Послать статью по эл. почте 