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

• Autorzy: Leśniewicz, Marek , Komorowski, Piotr , Zabłocki, Janusz

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

• 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,

autor

Komorowski, Piotr

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

autor

Zabłocki, Janusz

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

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.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.05.13