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社区首页 >问答首页 >TRNG中相关数据的随机性提取

TRNG中相关数据的随机性提取
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Cryptography用户
提问于 2021-07-26 22:28:15
回答 1查看 83关注 0票数 1

我所读到的真正随机数产生器(TRNG)设计主要由两个数字阶段组成:

  • 低频采样(物理噪声源)
  • 随机抽取器

对噪声信号进行低频采样以避免相关。在功能上,这相当于以下三个阶段:

  1. 高频采样
  2. 抽取器
  3. 随机抽取器

在该设计中,(1)产生相关的有偏源,(2)去相关源,(3)提取熵以产生均匀分布的输出。

现在假设我们交换阶段(2)和(3),这样提取器就可以输入抽取器。对TRNG有什么影响?

我知道一些提取器(如von提取器)只为独立(不相关)来源工作。其他提取器或者在抽取前使用PRNG呢?我的直觉是,PRNG--因为它不会改变熵的数量--会“交换”更多关联的偏见。

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回答 1

Cryptography用户

发布于 2021-07-26 23:05:40

现在假设我们交换阶段(2)和(3),这样提取器就可以输入抽取器。对TRNG有什么影响?

你将受到NIST关于相关熵源的800-90B min.entropy计算的严重打击。我假设你关心的是犹太TRNG的混合模型,而不是像NIST 800-90A的DRBG那样。这些提示掉了大量伪随机比特的中间重成功(也像\dev\urandom)。

这意味着您需要从原始的可能相关的源中提取无偏位(偏差< 2^{-64},相关性<10^{-3})。然而,您将意识到与NIST的ea_non_iid评估工具有关的问题。据我所知,没有其他的了。所以你不能用任何权威的确定性。但您可以确定源是否是IID,并具有很高的确定性。这就是为什么通常要抽取原始源样本,或者调整采样区的分辨率/频率(\epsilon, \tau^{-1}),直到获得IID样本。

...since不改变熵的量.

但是你必须减少(所以改变)来自TRNG原始源的熵的数量。否则,您将创建一个混合TRNG,它在输出流中产生大量(但几乎无法测量)伪随机性。

其他提取器或者在抽取前使用PRNG呢?

PRNG不能压缩样本,因此PRNG不能作为一个提取器,而不需要大量和非常低效率的重新播种。抽取不能显著提高熵率,它所能做的就是将非IID样本转换为IID样本。

您可以看到这种类型的条件化这里,其中我通过熵降低和采样机制的改变将~21 KB的JPEG文件与5.8KB的文件关联起来。在我的链接示例中,我使用SHA-512作为提取器,将778位压缩为512位,以便按照左边的Hash引理实现\epsilon = 2^{-128}

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原文链接:

https://crypto.stackexchange.com/questions/92273

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