Mikrofalowy generator losowych ciągów binarnych – konstrukcja, oprogramowanie i dowód bezpieczeństwa

• Autorzy: Leśniewicz Marek , Komorowski Piotr , Zabłocki Janusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.05.13

Warianty tytułu

EN

Microwave random binary sequence generator – design, software and security proof

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono opis elektronicznych i programistycznych rozwiązań sprzętowego, mikrofalowego generatora losowych ciągów binarnych o przepływności wyjściowej 1 Gbit/s. Szczególną uwagę poświęcono problemom programowej obsługi procesów przetwarzania ciągów o tak dużej przepływności. Opisano autorską metodę pomiarów i weryfikacji entropii generowanych ciągów oraz przedstawiono warunkowy, kryptograficzny dowód ich bezpieczeństwa.

EN

The article presents a description of electronic and programming solutions for a hardware, microwave random binary sequences generator with an output bit rate of 1 Gbps. Particular attention was paid to the problems of programmatic handling of string processing processes with such a high throughput. Have been described the method of measuring and verifying the entropy of the generated strings and presents a conditional, cryptographic proof of their security.

Słowa kluczowe

PL

generacja ciągów (liczb) losowych; losowość; entropia; sygnał mikrofalowy; układ mikrofalowy

EN

random sequences (number) generation; randomness; entropy; microwave circuits; microwave signal

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 5
• Strony: 68--76
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Leśniewicz Marek

• Zakład Kryptologii WIŁ-PIB, 05-130 Zegrze, Warszawska 22A

• https://orcid.org/0000-0001-5505-1268

autor

Komorowski Piotr

• Zakład Kryptologii WIŁ-PIB, 05-130 Zegrze, Warszawska 22A

• https://orcid.org/0000-0002-0752-0055

autor

Zabłocki Janusz

• Zakład Kryptologii WIŁ-PIB, 05-130 Zegrze, Warszawska 22A

• https://orcid.org/0000-0001-5429-8058

Bibliografia

• [1] Leśniewicz M., Komorowski P., Zabłocki J., Analiza możliwości sprzętowej generacji losowych ciągów binarnych z przepływnością 1Gbit/s, Przegląd Elektrotechniczny, 2023, nr. 4j
• [2] Arria V Device Handbook, Volume 1: Device Interfaces and Integration, Volume 2: Transceivers, INTEL (ALTERA), 2020.
• [3] AC/322-D - Infosec Technical and Implementation Guidance onCryptographic Mechanisms in Hardware and Software, NATO.
• [4] Recommendation X.1702, Quantum noise random number generator architecture, ITU-T, 11/2019.
• [5] Barker E., Kelsey J., Recommendation for Random Bit Generator (RBG) Constructions, NIST Special Publication 800-90C, 2016.
• [6] Turan M.S. et al: Recommendation for the Entropy Sources Used for Random Bit Generation, NIST Special Publication 800-90B, 2018.
• [7] Rukhin A., et al.: A Statistical Test Suite for Random Number Generators and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications, NIST Special Publication 800-22 rev.1a, 2010 (nierekomendowane przez NIST od 19.04.2022 r).
• [8] Wieczorkowski R., Zieliński R., Komputerowe generatory liczb losowych, WNT, 1997.
• [9] Kim S.J., Umeno K., Hasegawa A., Corrections of the NIST Statistical Test Suite for Randomness, arXiv:nlin/0401040
• [10] Seidler J., Nauka o informacji, WNT, 1983.
• [11] Leśniewicz M.,Sprzętowa generacja losowych ciągów binarnych, Wydawnictwo Wojskowej Akademii Technicznej, 2009.
• [12] Leśniewicz M.,Expected Entropy as a Measure and Criterion of Randomness of Binary Sequences. Przegląd Elektrotechniczny, 2014, nr 1.
• [13] Leśniewicz M., Analyses and Measurements of Hardware Generated Random Binary Sequences Modeled as Markov Chains. Przegląd Elektrotechniczny, 2016, nr 11.
• [14] Shannon C.E., Communication Theory of Secrecy Systems, Bell System Technical Journal, vol.28, 1949.
• [15] Kwok SH., et all: A Comparison of Post-Processing Techniques for Biased Random Number Generators, Proceedings of the 5th IFIP WG 11.2 International Conference on Information Security Theory and Practice, 2011.