NIST SP 800-90A Rev.1：确定性随机位生成器的随机数生成建议

"NIST SP 800-90Ar1是美国国家标准与技术研究所(NIST)发布的一份关于使用确定性随机位生成器(DRBG)生成随机数的建议文档。该文档属于NIST特殊出版物系列，旨在提供安全的随机数生成方法，对于信息安全领域，尤其是密码学和加密技术至关重要。文档修订版1发布于2015年6月，由Elaine Barker和John Kelsey撰写。" NIST SP 800-90A推荐的确定性随机位生成器(DRBG)是一种基于特定算法的机制，能够生成看起来随机但实际上由初始种子和算法确定的比特序列。这种生成器在许多安全应用中都是必要的，例如在密钥生成、数字签名、随机数用于协议中的非预测性等场景。 随机数生成在密码学中扮演着核心角色，因为不安全的随机数可能导致加密系统的严重弱点。NIST SP 800-90A提供的标准旨在确保DRBGs的输出是不可预测的，同时保持可重复性和可验证性，以满足不同安全需求。 文档中可能涵盖了以下几个关键方面： 1. **DRBG类型**：NIST定义了三种主要类型的DRBGs，包括基于哈希函数的DRBGs（Hash DRBG）、基于块密码的DRBGs（Block Cipher DRBG）和基于物理熵源的DRBGs（Entropy Source DRBG）。每种类型都有其特定的使用场景和安全属性。 2. **安全特性**：DRBG的安全性基于它们的构造，包括熵源的质量、随机性测试、预测抵抗和重播防护。NIST提供了详细的安全要求和测试程序，以确保生成的随机数符合最高安全标准。 3. **DRBG的初始化**：DRBG需要一个初始的种子或熵来开始生成过程。这个初始输入必须包含足够的不确定性，以防止攻击者预测或控制生成的随机序列。 4. **DRBG的更新和重新种子**：为了维持安全性，DRBG需要定期用新的熵更新，这一过程称为重新种子。NIST指南将详细解释何时以及如何进行这一操作。 5. **DRBG的性能**：文档可能还讨论了DRBG的效率，包括生成随机数的速度和资源需求，这对于实时和高吞吐量的应用来说是重要的考虑因素。 6. **实施建议**：NIST SP 800-90A可能提供关于如何在实际系统中安全地实现DRBG的指导，包括对软件和硬件实现的建议。 7. **兼容性和互操作性**：为了确保不同系统间的安全通信，NIST的推荐通常会考虑到与其他标准和实践的兼容性。 NIST SP 800-90Ar1是理解和实施安全随机数生成的重要资源，对于任何涉及加密、密码学或网络安全的开发者和组织来说都是必不可少的参考文献。通过遵循其指导，可以提高系统的安全性，防止因随机数生成不足而引发的潜在威胁。