Abstract

Random number generators are required for the operation of cryptographic information protection systems. For а correct application of the generator in the field of information security, it is necessary that its output sequence to be indistinguishable from a uniformly distributed random sequence. To verify this, it is necessary to test the generator output sequence using various statistical test suites such as Dihard and NIST. The purpose of this work is to test a prototype hardware random number generator. The generator is built on the basis of the ND103L noise diode and has a random digital sequence of binary numbers at the output. In the prototype there is a possibility of regulating the amount of reverse current through the noise diode, as well as setting the data acquisition period, i.e. data generation frequency. In the course of operation, a number of sequences of random numbers were removed from the generator at various values of the reverse current through the noise diode, the period of data acquisition and the ambient temperature. The resulting sequences were tested using the NIST statistical test suite. After analyzing the test results, it was concluded that the generator operates relatively stably in a certain range of initial parameters, while the deterioration in the quality of the generator's operation outside this range is associated with the technical characteristics of the noise diode. It was also concluded that the generator under study is applicable in certain applications and to improve the stability of its operation, it can be improved both in hardware and software. The results of this work can be useful to developers of hardware random number generators built according to a similar scheme.

Highlights

  • Что частота выборки не превышает пределы граничной частоты равномерности спектра шумового диода; при увеличении температуры окружающей среды уменьшается число пройденных тестов и соответственно стабильность генератора, так как с увеличением температуры напряжение пробоя диода возрастает

  • Information about the authorsPikuza M.O., Postgraduate student at the Department of Information Radiotechnologies of the Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics. Mikhnevich S.Yu., PhD, Assosiate Professor at the Department of Information Radiotechnologies of the Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics

Read more

Summary

Оригинальная статья Original paper

ТЕСТИРОВАНИЕ АППАРАТНОГО ГЕНЕРАТОРА СЛУЧАЙНЫХ ЧИСЕЛ ПРИ ПОМОЩИ НАБОРА СТАТИСТИЧЕСКИХ ТЕСТОВ NIST. Генераторы случайных чисел необходимы для работы систем криптографической защиты информации. Для того чтобы в этом убедиться, необходимо провести тестирование выходной последовательности генератора с помощью различных наборов статистических тестов, таких как Dihard и NIST. Целью данной работы является тестирование опытного образца аппаратного генератора случайных чисел. В ходе работы с генератора был снят ряд последовательностей случайных чисел при различных значениях обратного тока через шумовой диод, периода снятия данных и температуры окружающей среды. После анализа результатов тестирования был сделан вывод, что генератор относительно стабильно работает в некотором диапазоне исходных параметров, при этом ухудшение качества работы генератора за пределами этого диапазона связано с техническими характеристиками шумового диода. Ключевые слова: аппаратный генератор случайных чисел, шумовой диод, тестирование генератора случайных чисел, набор статистических тестов NIST. Тестирование аппаратного генератора случайных чисел при помощи набора статистических тестов NIST.

Методика тестирования аппаратного генератора случайных чисел
Результаты тестирования аппаратного генератора случайных чисел
Список литературы
Вклад авторов
Сведения об авторах
Information about the authors
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call