没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页物理随机数生成器功能分类与评估方法
物理随机数生成器功能分类与评估方法
需积分: 45 30 下载量 32 浏览量
更新于2024-07-15
1
收藏 379KB DOC 举报
AIS31文档是一份关于"真(物理)随机数生成器的功能分类和评估方法论"的专业文档。这份标准针对的是物理随机数生成器的评估,因为尽管随机数在加密等领域至关重要,但现有的ITSEC和CC标准并未提供统一的评估准则。文档的结构分为几个部分: 1. 动机与目标:A.1节阐述了编写这份文档的背景,即由于缺乏统一标准,对于TRNG(真随机数生成器)的评估需求迫切。文档旨在为TRNG设计一套评估框架,与数学基础[AIS20]相衔接。 2. 内容概述:B章介绍了TRNG的研究对象,即基于物理噪声源生成随机数的过程。C章提出了两个功能等级(P1和P2),分别定义了不同级别的性能要求,并解释了设定这些等级的原因。D章讨论了评估过程,关注TRNG在特定任务中的表现,但未详述ITSEC和CC的具体要求。 3. 详细实例:E章通过实例解释了不同功能等级的具体测试标准,强调了在线测试作为验证TRNG性能的一种统计手段,如果发现明显的统计偏差,可能导致噪声警报并暂停TRNG。 4. 定义和符号:B1节明确了术语,如TRNG、数字化噪声信号、内部随机数等,还定义了在线测试的概念以及如何计算每比特的熵。 5. 功能分类:C.0部分详细阐述了功能分级的设置,指出TRNG通常会接收模拟信号并进行数字化,功能等级的划分考虑了噪声源的质量、信号处理的复杂性和结果的随机性。 AIS31文档不仅定义了TRNG的评估标准,还提供了实际操作中的指导,确保随机数生成器在加密和其他安全应用中达到可靠和安全的性能水平。对于任何希望获得德国IT安全认证的TRNG制造商或用户来说,这份文档具有重要的参考价值。
资源详情
资源推荐
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/14983709/bg6.jpg)
特性,就像它们是由理想随机数生成器产生的。由于外部随机数通常是有连续的内部随机
数形成的,P1-TRNG 要求内部随机数的统计特性不显著。内部随机数服从不同是统计测试
(见 P1.d)( i)( ii)( v)( vi)小节)。
关于 P1.d)(i):离散标准 P1.d)(i)是一个简单的测试,用来反驳不合适的 TRNG 产生成
对不同的外部随机数(→挑战-响应协议)的适合性。虽然这个不是特别有力,这个特性通
常也需要被其他统计测试 P1.d)(ii)检测。
关于 P1.d)(ii):虽然不是特别有力,统计测试应当足够有力,来阻止对基于加密算法
的外部随机数的统计缺陷的已知攻击。通过将内部随机数映射成独立组分,独立的随机数
比特同样应被测试(见[AIS20],K1.e)和例 E.2)。
关于 P1.d)(iii):在噪声源总失败之后,数字化噪声信号——即数学后处理的输入——
表现为常数值。特别地,这表示噪声源总失败之后,每次 TRNG 重启后都产生同样的内部
随机数序列,这是由于属于数学后处理部分的任何寄存器在每次重启后都呈现确定的数值。
关于 P1.d)(iv):如果噪声源完全失败,数字化噪声序列变成常数。如果采用了数学后
处理,在噪声源总失败后,它的行为就如同[AIS20]中定义的 DRNG。在总失败出现后,所
有寄存器的内容被认为是种子,并且这些常数输入被认为是为了更新 DRNG 内部状态算法
的一部分。如果这个 DRNG 至少属于[AIS20]的 K2 级,对每个常数的数字化噪声信号序列,
在噪声源总失败之后产生的外部随机数甚至满足目标应用。
关于 P1.d)(v):物理噪声源的功能可能依赖于外部应用条件(在安全规范和操作文档中
说明),或者被 TOE 的外部接口影响(在结构设计中描述)。在这种情况下,必须证明在
不同的应用条件下,TRNG 能正常工作。这个应该阻止针对产生的内部随机数质量降低的
外部攻击。
关于 P1.d)(vi):甚至对一个理想随机数生成器来说,也会偶然出现噪声警报。如果这
个概率太大,这会导致理想随机数生成器太多(不必要!)的停止。根据这个“缺陷“,这
就是与理想随机数生成器的差距(更确切地说:内部随机数分布偏离独立并且均匀分布的
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/14983709/bg7.jpg)
随机变量),对于真实的 TRNG 这个概率通常会大一些。如果对于理想随机数生成器噪声
警报的概率极端的小,甚至 TRNG 产生的内部随机数具有相对高的统计缺陷(例:内部随
机数是非均匀分布的或具有高的依赖性)也可能不会被在线测试检测到。因此,对理想的
噪声源 P1.d)(vi)保证了最小的噪声警报概率。一般地,这个概率随着执行的在线测试数目
增多。不合适的数学后处理,即那些降低每比特平均熵的数学后处理,可能使好的数字化
噪声信号转换弱的内部随机数。因此,如果在线测试应用于数字化噪声信号,必须提供数
学后处理不降低每比特平均熵的证据。这个是需要 P2 级的标准情况,因为 P2.d)(xi):要求
在线测试应用于数字化噪声信号序列。在任何情况下,都必须证明数学后处理不降低每比
特的平均熵(P2.d)(viii):)
P1.f) 除了 C.1(i)-(iii)外申请者还需说明:
P1.f)(iv) (如果机制或功能强度为“中”或“高”时需要):P1.d)(iii)满足的原因。
P1.f)(v) (如果机制或功能强度为“中”或“高”时需要):当 TRNG 操作时,噪声源的总
失败足够快被检测到的原因(见 P1.d)(iv))。如果这个不能确保,数学后处理就需要
DRNG 的评估。特别地,申请者必须说明 K1 特定的特性中数学后处理参数 M,c 和 ε 参数
的选择必须通过 TRNG 的目标应用的验证。
P1.f)(vi) (如果机制或功能强度为“中”或“高”时需要):P1.d)(iv)满足的原因。此外,
噪声警报的结果必须被记述(噪声源停止,噪声源深入的测试,记录,等)。如果在噪声
警报之后噪声源再次被用于操作中,必须确保内部随机数没有任何无法接受的统计缺陷。
备注 2:C1.(iib)已经要求申请者证明其执行的测试满足要求 P1.d)(i) ,P1.d)(ii)和
P1.d)(v),并提供测试结果。如果每 P1.d)(iii)和 (iv)组成的总失败测试和 P1.d)(vi)组成
的在线测试作为外部安全措施执行,申请者必须提供规范和执行参考。基于执行参考的证
据必须与 P1.f)(iv)- P1.f)(vi)一致。
P1.g) 解释:后面,我们将检测物理噪声源总失败的机制称作 tot test(tot 代表总失败)。
这可以作为对数字化噪声序列或者内部随机数一个合适的统计测试。然而,这同样可以验
证数字化是否是常数,或者 TRNG 在运行过程中前 n 比特,n>15,在触发后重复产生(见
[FI140-1],4.11.2 节,连续的随机数生成器测试)。选择的参数 n 应足够大,使得假如噪声
源实际上完全没有失败,由总失败测试触发的噪声警报可能在 TRNG 的周期内不会出现。
剩余31页未读,继续阅读
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/9addc3575f644d1a855521f71fe78d8e_zhtxwd.jpg!1)
zhtxwd
- 粉丝: 1
- 资源: 8
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
最新资源
- 贵州煤矿矿井水分类与处理策略:悬浮物、酸性与非酸性
- 醛固酮增多症肾上腺静脉采样对比:ACTH后LR-CAV的最优评估
- 开源云连接传感器监控平台:农业土壤湿度远程监测
- 母婴用品企业年度生产计划线性规划优化模型:实证与应用
- 井下智能变电站:Rogowski线圈电流检测系统的研发与性能验证
- 霍州矿区煤巷稳定性分析及支护策略
- ARM嵌入式系统远程软件更新方案:基于TFTP协议
- 煤炭选煤中汞分布规律与洗选脱汞效果
- 提升码垛机器人性能:拉格朗日动力学模型与滑模模糊控制的应用
- 增强现实技术提升学前手写教学:设计与开发案例
- 不规则工作面沉陷三角剖分算法提升与应用
- 卡尔曼滤波在瞬变电磁干扰压制中的应用研究
- 煤矿安全能力研究:理论与系统构建
- LonWorks总线技术在斜巷运输车辆定位与跑车防护中的应用
- 神东煤炭集团高效煤粉锅炉系统:节能环保新实践
- Ti/SnO2+Sb2Ox/PbO2电极分形维数与电催化性能研究
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035111.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)