標準解讀

《GB/T 32915-2016 信息安全技術(shù)　二元序列隨機性檢測方法》是一項國家標準，旨在提供一套用于評估二元序列（即由0和1組成的數(shù)字序列）是否具備足夠隨機性的測試方法。該標準適用于信息安全領(lǐng)域內(nèi)需要驗證數(shù)據(jù)隨機性的各種應(yīng)用場景，比如密碼學中的密鑰生成、隨機數(shù)生成器的質(zhì)量保證等。

標準中定義了多種檢測方法，每種方法都針對二元序列的不同特性進行測試，以確保其在統(tǒng)計意義上表現(xiàn)出良好的隨機性。這些方法包括但不限于：

  • 單比特頻率測試：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)測試：將序列分割成多個塊，并檢查每個塊內(nèi)0和1的比例是否接近于預(yù)期值。
  • 游程檢驗：通過分析連續(xù)相同位（游程）的數(shù)量來判斷序列是否存在非隨機模式。
  • 長度為m的塊內(nèi)最大周期子串測試：尋找長度固定為m的子串中最長重復(fù)出現(xiàn)的部分。
  • 自相關(guān)函數(shù)檢驗：計算并比較不同位移下的自相關(guān)系數(shù)，以此來衡量序列的相關(guān)性特征。
  • 線性復(fù)雜度測試：利用Berlekamp-Massey算法估計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)一個或零個特定符號間距離分布測試：考察給定符號（如0或1）之間間隔的分布情況。
  • 矩陣秩檢驗：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矩陣應(yīng)有的統(tǒng)計特性。
  • 離散傅里葉變換譜檢驗：基于序列DFT結(jié)果的模平方值來進行隨機性評價。
  • 非重疊模板匹配測試：搜索特定模式在整個序列中出現(xiàn)的次數(shù)。
  • 重疊模板匹配測試：與前一項類似，但允許模板之間有重疊部分。
  • 序列均勻性檢驗：通過構(gòu)造累積和圖來直觀展示序列的波動情況，并據(jù)此做出判斷。
  • 比特流壓縮測試：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：類似于序列均勻性檢驗，但更側(cè)重于序列長期趨勢的變化。
  • 近似熵測試：定量描述序列內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的一種方式。
  • 隨機游走檢驗：模擬隨機游走過程，觀察實際軌跡偏離理論期望的程度。


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....

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  • 現(xiàn)行
  • 正在執(zhí)行有效
  • 2016-08-29 頒布
  • 2017-03-01 實施
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GB/T 32915-2016信息安全技術(shù)二元序列隨機性檢測方法_第1頁
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GB/T 32915-2016信息安全技術(shù)二元序列隨機性檢測方法_第3頁
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文檔簡介

ICS35040

L80.

中華人民共和國國家標準

GB/T32915—2016

信息安全技術(shù)

二元序列隨機性檢測方法

Informationsecuritytechnology—Randomnesstestmethodsforbinarysequence

2016-08-29發(fā)布2017-03-01實施

中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布

中國國家標準化管理委員會

GB/T32915—2016

目次

前言

…………………………Ⅲ

范圍

1………………………1

術(shù)語和定義

2………………1

符號

3………………………2

隨機性檢測

4………………3

單比特頻數(shù)檢測方法

4.1………………3

概述

4.1.1……………3

檢測步驟

4.1.2………………………3

結(jié)果判定

4.1.3………………………3

塊內(nèi)頻數(shù)檢測方法

4.2…………………3

概述

4.2.1……………3

檢測步驟

4.2.2………………………3

結(jié)果判定

4.2.3………………………3

撲克檢測方法

4.3………………………4

概述

4.3.1……………4

檢測步驟

4.3.2………………………4

結(jié)果判定

4.3.3………………………4

重疊子序列檢測方法

4.4………………4

概述

4.4.1……………4

檢測步驟

4.4.2………………………4

結(jié)果判定

4.4.3………………………5

游程總數(shù)檢測方法

4.5…………………5

概述

4.5.1……………5

檢測步驟

4.5.2………………………5

結(jié)果判定

4.5.3………………………5

游程分布檢測方法

4.6…………………5

概述

4.6.1……………5

檢測步驟

4.6.2………………………5

結(jié)果判定

4.6.3………………………6

塊內(nèi)最大游程檢測方法

4.7“1”…………6

概述

4.7.1……………6

檢測步驟

4.7.2………………………6

結(jié)果判定

4.7.3………………………6

二元推導(dǎo)檢測方法

4.8…………………6

概述

4.8.1……………6

檢測步驟

4.8.2………………………6

結(jié)果判定

4.8.3………………………7

Ⅰ

GB/T32915—2016

自相關(guān)檢測方法

4.9……………………7

概述

4.9.1……………7

檢測步驟

4.9.2………………………7

結(jié)果判定

4.9.3………………………7

矩陣秩檢測方法

4.10……………………7

概述

4.10.1……………7

檢測步驟

4.10.2………………………7

結(jié)果判定

4.10.3………………………8

累加和檢測方法

4.11……………………8

概述

4.11.1……………8

檢測步驟

4.11.2………………………8

結(jié)果判定

4.11.3………………………8

近似熵檢測方法

4.12……………………8

概述

4.12.1……………8

檢測步驟

4.12.2………………………8

結(jié)果判定

4.12.3………………………9

線性復(fù)雜度檢測方法

4.13………………9

概述

4.13.1……………9

檢測步驟

4.13.2………………………9

結(jié)果判定

4.13.3……………………10

通用統(tǒng)計檢測方法

4.14Maurer………………………10

概述

4.14.1…………………………10

檢測步驟

4.14.2……………………10

結(jié)果判定

4.14.3……………………10

離散傅立葉檢測方法

4.15……………10

概述

4.15.1…………………………10

檢測步驟

4.15.2……………………10

結(jié)果判定

4.15.3……………………11

隨機數(shù)發(fā)生器檢測

5………………………11

隨機數(shù)發(fā)生器檢測概述

5.1……………11

采集

5.2…………………11

檢測

5.3…………………11

判定

5.4…………………11

附錄資料性附錄隨機性檢測原理

A()…………………12

附錄資料性附錄隨機性檢測參數(shù)設(shè)置表

B()…………19

Ⅱ

GB/T32915—2016

前言

本標準按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別這些專利的責任

。。

本標準由國家密碼管理局提出

。

本標準由全國信息安全標準化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC260)。

本標準起草單位國家密碼管理局商用密碼檢測中心中國科學院軟件研究所北京信息科學技術(shù)

:、、

研究院

。

本標準主要起草人李大為馮登國陳華張超周永彬董芳范麗敏許囡囡鄧開勇羅鵬

:、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T32915—2016

信息安全技術(shù)

二元序列隨機性檢測方法

1范圍

本標準規(guī)定了商用密碼應(yīng)用中的隨機性檢測指標和檢測方法

。

本標準適用于對隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的二元序列的隨機性檢測

。

2術(shù)語和定義

下列術(shù)語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

.

隨機數(shù)發(fā)生器randomnumbergenerator

產(chǎn)生隨機二元序列的器件或程序

。

23

.

隨機性假設(shè)randomnesshypothesis

對二元序列做隨機性檢測時首先假設(shè)該序列是隨機的

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