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A new discrete Fourier transform randomness test
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作者 Meihui CHEN Hua CHEN +3 位作者 Limin FAN Shaofeng ZHU Wei XI Dengguo FENG 《中国科学:信息科学(英文版)》 SCIE EI CSCD 2019年第3期86-101,共16页
The randomness of random number generators(RNGs)is important for the reliability of cryptographic systems since the outputs of RNGs are usually utilized to construct cryptographic parameters.Statistical tests are empl... The randomness of random number generators(RNGs)is important for the reliability of cryptographic systems since the outputs of RNGs are usually utilized to construct cryptographic parameters.Statistical tests are employed to evaluate the randomness of the RNG outputs.The discrete Fourier transform(DFT)test is an important test item of the most popular statistical test suite NIST SP800-22.In the standard NIST DFT test and related improved studies,there exist accuracy and efficiency issues.First,the bit sequences generated by known good RNGs have a high probability to be rejected when the sequences are long or the sequence number is large,due to the deviation between the actual distribution of the test statistic values and the assumed normal distribution.Second,the long test time and high memory consumptions of the complex DFT test algorithm also affect its practicability.To solve these problems,we propose a new DFT test method for long sequences(10^6 or more bits).Different from the previous DFT test methods focusing on making the distribution of the test statistic values closer to the normal distribution,we reconstruct the statistic to follow the chi-square distribution.Our experiment result shows that our method has higher reliability in the two-level test,and could effectively reduce the test time and the memory consumptions.When applying our method on randomness test,the test efficiency has been increased to about 4 times for 106-bit sequences and 7 times for 10^7-bit sequences.In conclusion,our method has lower probability of making errors,and is more suitable for practical application scenarios. 展开更多
关键词 statistical RANDOMNESS TEST discrete FOURIER transform TEST NIST SP800-22 TWO-LEVEL TEST CHI-SQUARE distribution
基于SP800—22标准的随机性测试方法研究号陕速实现 预览
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作者 段俊红 韩炼冰 房利国 《通信技术》 2018年第8期1940-1944,共5页
随机数在密码系统中起着至关重要的作用。一个有缺陷的随机数序列,可能会导致整个密码系统被攻击者攻破。因此,测试随机数的随机性是非常重要的环节。具体地,介绍美国NIST公布的SP800—22随机数测试标准,通过同时计算多个比特数据... 随机数在密码系统中起着至关重要的作用。一个有缺陷的随机数序列,可能会导致整个密码系统被攻击者攻破。因此,测试随机数的随机性是非常重要的环节。具体地,介绍美国NIST公布的SP800—22随机数测试标准,通过同时计算多个比特数据、优化统计测试公式和降低计算复杂度等方法,对其中的部分测试项进行了基于c语言的快速实现。测试结果表明,采用该快速实现方法能显著提升随机数测试速率。 展开更多
关键词 随机数 随机性测试 SP 80022标准 快速实现
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一类二次多项式混沌及其随机数生成器设计 预览 被引量:1
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作者 朱淑芹 王文宏 李俊青 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2018年第9期84-88,共5页
构造了一类与Tent映射拓扑共轭的二次多项式混沌映射,该二次多项式混沌映射具有三个系统参数,并给出了该类混沌映射的概率密度函数。根据对应的概率密度函数,设计了一个反正弦函数,通过反正弦函数变换,使二次多项式混沌映射生成的随机... 构造了一类与Tent映射拓扑共轭的二次多项式混沌映射,该二次多项式混沌映射具有三个系统参数,并给出了该类混沌映射的概率密度函数。根据对应的概率密度函数,设计了一个反正弦函数,通过反正弦函数变换,使二次多项式混沌映射生成的随机数在区间(-0.5,0.5)上服从均匀分布,利用区间划分的方法设计了一个能生成{0,2m-1}的伪随机数发生器。理论分析和实验结果表明该随机数发生器生成的随机序列具有较好的初值敏感性、自/互相关特性,并通过了NISTSP800-22随机数检测。 展开更多
关键词 二次多项式混沌映射 概率密度函数 自/互相关特性 NIST SP800-22检测
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超混沌伪随机序列生成器设计与性能分析 预览 被引量:3
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作者 齐迎宾 孙克辉 +1 位作者 王会海 贺少波 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第4期135-139,183共6页
在分析了Foldedtowel映射系统动力学特性的基础上,采用位序列量化算法,设计了一种新型基于离散超混沌映射的伪随机序列生成器。该伪随机序列生成器能同时生成三种伪随机序列,且均通过了NISTSP800-22随机数检验标准测试,具有接近δ... 在分析了Foldedtowel映射系统动力学特性的基础上,采用位序列量化算法,设计了一种新型基于离散超混沌映射的伪随机序列生成器。该伪随机序列生成器能同时生成三种伪随机序列,且均通过了NISTSP800-22随机数检验标准测试,具有接近δ函数的自相关性和接近于0的互相关性,系统密钥空间大,初值敏感性和复杂度高等特点,适合应用于信息加密。 展开更多
关键词 Foldedtowel映射 动力学特性 伪随机序列生成器 NISTSP800-22
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基于随机序列统计特性的伪随机序列生成方法 预览
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作者 柏森 周龙福 +1 位作者 郭辉 闫兵 《网络与信息安全学报》 2017年第1期31-38,共8页
在现有生成伪随机序列的方法中,产生的伪随机序列存在均衡性、游程特性不够好的问题。根据随机序列的统计特性,在骑士巡游问题SemiHam求解算法的基础上,提出了基于随机序列统计特性的伪随机序列生成方法。首先,对棋盘中的格子设定不同... 在现有生成伪随机序列的方法中,产生的伪随机序列存在均衡性、游程特性不够好的问题。根据随机序列的统计特性,在骑士巡游问题SemiHam求解算法的基础上,提出了基于随机序列统计特性的伪随机序列生成方法。首先,对棋盘中的格子设定不同长度的0、1游程值;然后,再用骑士巡游问题SemiHam求解算法产生的Hamilton圈对设定游程值的棋盘进行扫描;最后,取出0、1游程值,得到伪随机序列。实验结果表明,该算法产生的伪随机序列满足随机序列统计特性,且随机性较好。 展开更多
关键词 伪随机序列 随机序列统计特性 SemiHam算法 NIST SP800-22随机性测试
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基于de Bruijn图的M序列递归升级构造方法 预览
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作者 郭辉 柏森 +2 位作者 阳溢 宋斌 李淑云 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期144-149,161共7页
高级M序列具有良好的伪随机特性和安全特性,广泛应用于信息安全领域,如何快速有效生成高级M序列一直是研究的热点。在图论知识的基础上,给出一种新的M序列递归升级构造方法,根据n级de Bruijn图中的一条Hanilton回路构成n级M序列、Euler... 高级M序列具有良好的伪随机特性和安全特性,广泛应用于信息安全领域,如何快速有效生成高级M序列一直是研究的热点。在图论知识的基础上,给出一种新的M序列递归升级构造方法,根据n级de Bruijn图中的一条Hanilton回路构成n级M序列、Euler回路构成n+1级M序列的原理,在已知一条二元n级M序列的条件下,将M序列转换为de Bruijn图中一条Hamilton回路,求出该Hamilton回路的补路,得到一条Euler回路,从而构成n+1级M序列,据此依次递归生成一条更高级的M序列。利用NIST SP 800-22随机数测试标准对生成的高级M序列进行测试,结果表明,该方法生成的高级M序列测试值都大于0.01,满足随机性要求。 展开更多
关键词 信息安全 M序列 DE BRUIJN图 NIST SP800-22随机数测试 HAMILTON回路 Euler回路
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一种基于三维离散混沌映射的伪随机数生成器 被引量:3
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作者 韩双霜 闵乐泉 韩丹丹 《华中科技大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期16-19,共4页
为了设计性能较好的伪随机生成器,基于修正版的Marotto定理提出了一种新的三维离散混沌系统.通过一个实数域到整数域的变换设计了一个混沌伪随机数生成器(CPNG),对CPNG产生的二进制码进行了相关性、互相关性测试和线性复杂度分析.利用... 为了设计性能较好的伪随机生成器,基于修正版的Marotto定理提出了一种新的三维离散混沌系统.通过一个实数域到整数域的变换设计了一个混沌伪随机数生成器(CPNG),对CPNG产生的二进制码进行了相关性、互相关性测试和线性复杂度分析.利用SP800-22标准对CPNG产生的1000个二进制码的随机性进行了检测,分析结果表明:设计的CPNG能产生性能良好的伪随机数,且产生方法简单,比较适合用于信息安全领域. 展开更多
关键词 Marotto定理 混沌系统 伪随机序列 线性复杂度 SP800-22标准检测
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