مولدات الأرقام الزائفة العشوائية القائمة على RFLOS

اليوم ، تتطلب العديد من التطبيقات القدرة على إنشاء أرقام عشوائية. من الواضح ، اعتمادًا على المشكلة المحددة التي يتم حلها ، سيتم فرض متطلبات مختلفة على مولد الأرقام العشوائية: على سبيل المثال ، في بعض الأحيان قد يحتاج مولد الأرقام العشوائية فقط إلى تفرد الرقم الذي تم الحصول عليه ، بينما في كثير من الأحيان ، لا سيما في مجال التشفير ، متطلبات مثل الجهاز / الخوارزمية أكثر صلابة.

يجدر التوضيح على الفور أن الأرقام التي تم الحصول عليها عند إخراج بعض الخوارزمية الحتمية والتي تمتلك خاصية العشوائية تسمى شبه عشوائية ، والمولدات المقابلة تسمى مولدات الأرقام العشوائية الزائفة (PRNG).

الغرض من هذه المقالة هو التعرف على PRNG استنادًا إلى سجلات التحول مع التغذية المرتدة الخطية ، والعديد من تعديلاتها ، بالإضافة إلى العديد من PRNGs القوية المشفرة التي يتم استخدامها في الممارسة.

هيكل مولد الأرقام العشوائية الزائفة

لنبدأ أكثر قليلاً ، من خلال النظر في الهيكل العام لـ PRNG. يتم أخذ الهيكل كأساس ، والذي يوصى به ويدرسه المؤلفون بمزيد من التفصيل في [2].

دعنا نلقي نظرة سريعة على كل كتلة:

1. - , , , ( ), .

   
   
   
   
   

2. ( ) . (nonce). , , , .. .

   
   
   
   
   

3. - , , ;

   
   
   
   
   

4. nonce , , ;

   
   
   
   
   

5. , . , ;

   
   
   
   
   

6. , ;

   
   
   
   
   

7. ( ) ;

   
   
   
   
   

8. .

   
   
   
   
   

(), .. .

n b₁, b₂, . . . , b_n C₁ = 1, C₂, C₃ , . . . , C_n ∈ {0, 1}. ( [8]). GF(2), . 2:

C(x) = ₁xⁿ + C₂x^n-1 + . . . + C_nx + 1,

.

1. 2 , , .. C_i 1;

   
   
   
   
   

2. ;

   
   
   
   
   

3. , 1.

   
   
   
   
   

b₁ . 2ⁿ-1, , .

, , .. , , n . , 2n , , .

, : . , , , ( ).

:

1. , , ;

   
   
   
   
   

2. ;

   
   
   
   
   

3. 2 ;

   
   
   
   
   

4. .

   
   
   
   
   

, , , , .

, , .

, - , , (). , [9, . 2.8], .. , , , , .

, , , . [1], [10] . , , , .

, , "" , .

, , , . : :

.. 2 , . , - . , . .

L₁ . . . L_M , , .

i- L_i , , - , .. (L_i, L_j) = 1 i≠j. f , .. f = . . . + x_i + . . . , . 2^L, L - , .

"-"

"-" ( -1 -2). -2 , -1 1. -2 , .. , -1 -2.

, , , , -1.

, "-", 3 . -2 1 -1, -3 0. -2 -3. [4] , .

"-": , , , . :

-1 1, -2. -2 1 - -3 .. .

: . [9] . 15 .

5/1

, , , , GSM. 5, 1987 5/1, .. 5/2 5/3.

: , 19, 22 23 . . 5 , .. .

.

: , ( C1 , C2, C3- ). m = majotiry (C1, C2, C3) , .. 0 1. , .

, , . . , [10].

:

1.  .. ( 2. )

   
   
   
   
   

2. nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.800-90Ar1.pdf

   
   
   
   
   

3.  . .,  . .,  . . : — .: , 2019

   
   
   
   
   

4. C.G. Gunter, “Alternating Step Generators Contolled by de Bruijn Sequenc-es”, Advances in Cryptology EUROCRYPT ’87 Proceedings, Springer-Verlag, 1988

   
   
   
   
   

5. . . – .: . — 1989

   
   
   
   
   

6. سليبوفيتشيف آي. مولدات الأرقام العشوائية الزائفة: برنامج تعليمي ، 2017

   
   
   
   
   

7. https://software.intel.com/sites/default/files/m/d/4/1/d//441IntelR_DRNGSoftwareImplementationGuidefinalAug7.pdf

   
   
   
   
   

8. https://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp052.pdf

   
   
   
   
   

9. شناير ب . التشفير التطبيقي. البروتوكولات والخوارزميات والنصوص المصدر في لغة سي. - تريومف ، 2013. - 816 ثانية

   
   
   
   
   

10. https://csrc.nist.gov/publications/detail/sp/800-22/rev-1a/final