標(biāo)準(zhǔn)解讀

《GB/T 32915-2016 信息安全技術(shù)　二元序列隨機(jī)性檢測(cè)方法》是一項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，旨在提供一套用于評(píng)估二元序列（即由0和1組成的數(shù)字序列）是否具備足夠隨機(jī)性的測(cè)試方法。該標(biāo)準(zhǔn)適用于信息安全領(lǐng)域內(nèi)需要驗(yàn)證數(shù)據(jù)隨機(jī)性的各種應(yīng)用場(chǎng)景，比如密碼學(xué)中的密鑰生成、隨機(jī)數(shù)生成器的質(zhì)量保證等。

標(biāo)準(zhǔn)中定義了多種檢測(cè)方法，每種方法都針對(duì)二元序列的不同特性進(jìn)行測(cè)試，以確保其在統(tǒng)計(jì)意義上表現(xiàn)出良好的隨機(jī)性。這些方法包括但不限于：

  • 單比特頻率測(cè)試：檢查序列中0和1出現(xiàn)的次數(shù)是否大致相等。
  • 塊內(nèi)頻數(shù)測(cè)試：將序列分割成多個(gè)塊，并檢查每個(gè)塊內(nèi)0和1的比例是否接近于預(yù)期值。
  • 游程檢驗(yàn)：通過(guò)分析連續(xù)相同位（游程）的數(shù)量來(lái)判斷序列是否存在非隨機(jī)模式。
  • 長(zhǎng)度為m的塊內(nèi)最大周期子串測(cè)試：尋找長(zhǎng)度固定為m的子串中最長(zhǎng)重復(fù)出現(xiàn)的部分。
  • 自相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)：計(jì)算并比較不同位移下的自相關(guān)系數(shù)，以此來(lái)衡量序列的相關(guān)性特征。
  • 線性復(fù)雜度測(cè)試：利用Berlekamp-Massey算法估計(jì)序列可以被最短線性反饋移位寄存器產(chǎn)生所需的最小狀態(tài)數(shù)。
  • 連續(xù)一個(gè)或零個(gè)特定符號(hào)間距離分布測(cè)試：考察給定符號(hào)（如0或1）之間間隔的分布情況。
  • 矩陣秩檢驗(yàn)：將序列轉(zhuǎn)換成矩陣形式后，檢查該矩陣的秩是否符合隨機(jī)矩陣應(yīng)有的統(tǒng)計(jì)特性。
  • 離散傅里葉變換譜檢驗(yàn)：基于序列DFT結(jié)果的模平方值來(lái)進(jìn)行隨機(jī)性評(píng)價(jià)。
  • 非重疊模板匹配測(cè)試：搜索特定模式在整個(gè)序列中出現(xiàn)的次數(shù)。
  • 重疊模板匹配測(cè)試：與前一項(xiàng)類似，但允許模板之間有重疊部分。
  • 序列均勻性檢驗(yàn)：通過(guò)構(gòu)造累積和圖來(lái)直觀展示序列的波動(dòng)情況，并據(jù)此做出判斷。
  • 比特流壓縮測(cè)試：使用壓縮算法處理原始序列，依據(jù)壓縮比變化反映其內(nèi)在規(guī)律性。
  • 累積和檢驗(yàn)：類似于序列均勻性檢驗(yàn)，但更側(cè)重于序列長(zhǎng)期趨勢(shì)的變化。
  • 近似熵測(cè)試：定量描述序列內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的一種方式。
  • 隨機(jī)游走檢驗(yàn)：模擬隨機(jī)游走過(guò)程，觀察實(shí)際軌跡偏離理論期望的程度。


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....

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  • 2016-08-29 頒布
  • 2017-03-01 實(shí)施
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文檔簡(jiǎn)介

ICS35040

L80.

中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

GB/T32915—2016

信息安全技術(shù)

二元序列隨機(jī)性檢測(cè)方法

Informationsecuritytechnology—Randomnesstestmethodsforbinarysequence

2016-08-29發(fā)布2017-03-01實(shí)施

中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布

中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)

GB/T32915—2016

目次

前言

…………………………Ⅲ

范圍

1………………………1

術(shù)語(yǔ)和定義

2………………1

符號(hào)

3………………………2

隨機(jī)性檢測(cè)

4………………3

單比特頻數(shù)檢測(cè)方法

4.1………………3

概述

4.1.1……………3

檢測(cè)步驟

4.1.2………………………3

結(jié)果判定

4.1.3………………………3

塊內(nèi)頻數(shù)檢測(cè)方法

4.2…………………3

概述

4.2.1……………3

檢測(cè)步驟

4.2.2………………………3

結(jié)果判定

4.2.3………………………3

撲克檢測(cè)方法

4.3………………………4

概述

4.3.1……………4

檢測(cè)步驟

4.3.2………………………4

結(jié)果判定

4.3.3………………………4

重疊子序列檢測(cè)方法

4.4………………4

概述

4.4.1……………4

檢測(cè)步驟

4.4.2………………………4

結(jié)果判定

4.4.3………………………5

游程總數(shù)檢測(cè)方法

4.5…………………5

概述

4.5.1……………5

檢測(cè)步驟

4.5.2………………………5

結(jié)果判定

4.5.3………………………5

游程分布檢測(cè)方法

4.6…………………5

概述

4.6.1……………5

檢測(cè)步驟

4.6.2………………………5

結(jié)果判定

4.6.3………………………6

塊內(nèi)最大游程檢測(cè)方法

4.7“1”…………6

概述

4.7.1……………6

檢測(cè)步驟

4.7.2………………………6

結(jié)果判定

4.7.3………………………6

二元推導(dǎo)檢測(cè)方法

4.8…………………6

概述

4.8.1……………6

檢測(cè)步驟

4.8.2………………………6

結(jié)果判定

4.8.3………………………7

Ⅰ

GB/T32915—2016

自相關(guān)檢測(cè)方法

4.9……………………7

概述

4.9.1……………7

檢測(cè)步驟

4.9.2………………………7

結(jié)果判定

4.9.3………………………7

矩陣秩檢測(cè)方法

4.10……………………7

概述

4.10.1……………7

檢測(cè)步驟

4.10.2………………………7

結(jié)果判定

4.10.3………………………8

累加和檢測(cè)方法

4.11……………………8

概述

4.11.1……………8

檢測(cè)步驟

4.11.2………………………8

結(jié)果判定

4.11.3………………………8

近似熵檢測(cè)方法

4.12……………………8

概述

4.12.1……………8

檢測(cè)步驟

4.12.2………………………8

結(jié)果判定

4.12.3………………………9

線性復(fù)雜度檢測(cè)方法

4.13………………9

概述

4.13.1……………9

檢測(cè)步驟

4.13.2………………………9

結(jié)果判定

4.13.3……………………10

通用統(tǒng)計(jì)檢測(cè)方法

4.14Maurer………………………10

概述

4.14.1…………………………10

檢測(cè)步驟

4.14.2……………………10

結(jié)果判定

4.14.3……………………10

離散傅立葉檢測(cè)方法

4.15……………10

概述

4.15.1…………………………10

檢測(cè)步驟

4.15.2……………………10

結(jié)果判定

4.15.3……………………11

隨機(jī)數(shù)發(fā)生器檢測(cè)

5………………………11

隨機(jī)數(shù)發(fā)生器檢測(cè)概述

5.1……………11

采集

5.2…………………11

檢測(cè)

5.3…………………11

判定

5.4…………………11

附錄資料性附錄隨機(jī)性檢測(cè)原理

A()…………………12

附錄資料性附錄隨機(jī)性檢測(cè)參數(shù)設(shè)置表

B()…………19

Ⅱ

GB/T32915—2016

前言

本標(biāo)準(zhǔn)按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任

。。

本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家密碼管理局提出

。

本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)信息安全標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口

(SAC/TC260)。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位國(guó)家密碼管理局商用密碼檢測(cè)中心中國(guó)科學(xué)院軟件研究所北京信息科學(xué)技術(shù)

:、、

研究院

。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人李大為馮登國(guó)陳華張超周永彬董芳范麗敏許囡囡鄧開(kāi)勇羅鵬

:、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T32915—2016

信息安全技術(shù)

二元序列隨機(jī)性檢測(cè)方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了商用密碼應(yīng)用中的隨機(jī)性檢測(cè)指標(biāo)和檢測(cè)方法

。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于對(duì)隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的二元序列的隨機(jī)性檢測(cè)

。

2術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件

。

21

.

二元序列binarysequence

由和組成的比特串

“0”“1”。

22

.

隨機(jī)數(shù)發(fā)生器randomnumbergenerator

產(chǎn)生隨機(jī)二元序列的器件或程序

。

23

.

隨機(jī)性假設(shè)randomnesshypothesis

對(duì)二元序列做隨機(jī)性檢測(cè)時(shí)首先假設(shè)該序列是隨機(jī)的

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