信息安全技术随机性检测规范征求意见稿-全国信息技术标准化.doc

L80
中华人民共和国国家标准
GB/T XXXXX—XXXX
信息安全技术随机性检测规范
Information security technology - Randomness test specification
(在提交反馈意见时,请将您知道的相关专利文件连同支持性文件一并附上)
(本稿完成日期:2013/10/8)
XXXX - XX - XX发布
XXXX - XX - 实施
目次
前言 III
1 范围 1
2 术语和定义 1
3 符号 4
4 二元序列的检测 5
数据格式 5
显著性水平 5
样本长度 5
检测项目 5
结果分析 12
5 随机数发生器的检测 12
采样 12
存储 12
检测 12
判定 12
附录A(资料性附录) 随机性检测原理 14
单比特频数检测 14
块内频数检测 14
扑克检测 14
重叠子序列检测 14
游程总数检测 15
游程分布检测 15
块内最大“1”游程检测 15
二元推导检测 17
自相关检测 17
矩阵秩检测 17
累加和检测 17
近似熵检测 18
线性复杂度检测 18
Maurer通用统计检测 19
离散傅立叶检测 21
附录B(规范性附录) 随机性检测参数设置表 22
附录C(资料性附录) 随机性检测结果分析表 23
前言
本标准按照GB/T -2009给出的规则起草。
本标准由全国信息安全标准化技术委员会(SAC/TC260)提出并归口。
本标准起草单位:国家密码管理局商用密码检测中心、中国科学院软件研究所、北京信息科学技术研究院。
本标准主要起草人:李大为、冯登国、陈华、张超、周永彬、董芳、范丽敏、许囡囡。
信息安全技术随机性检测规范
范围
本标准规定了商用密码应用中的随机性检测指标和检测方法。
本标准适用于对随机数发生器产生的二元序列的随机性检测。
术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
二元序列 binary sequence
由“0”和“1”组成的比特串。
随机数发生器 random number generator
产生随机序列的设备或程序。
随机性假设 randomness hypothesis
对二元序列做随机性检测时,首先假设该序列是随机的,这个假设称为原假设或零假设,记为。与原假设相反的假设,即这个序列是不随机的,称为备择假设,记为。
随机性检测 randomness test
用于二元序列检测的一个函数或过程,可以通过它来判断是否接受随机性原假设。
显著性水平 significance level
随机性检测中错误地判断某一个随机序列为非随机序列的概率,用来表示。
样本 sample
用于随机性检测的二元序列,称为样本。
样本长度 sample length
一个样本的比特个数。
样本数量 sample size
随机性检测的样本的个数。
检测参数 test parameter
随机性检测需要设定的参数。
P值 P-value
一种衡量样本随机性好坏的度量指标。
游程 run
指序列中由连续的“0”或“1”组成的子序列,并且该子序列的前导与后继元素都与其本身元素不同。
单比特频数检测 monobit frequency test
一种统计检测项目,用于检测待检序列中0和1的个数是否相近。
块内频数检测 frequency test within a block
一种统计检测项目,用于检测待检序列的位子序列(称为“块”)中1的个数是否接近。
扑克检测 poker test
一种统计检测项目,用于检测待检序列中位非重叠子序列的每一种模式的个数是否接近。
重叠子序列检测 serial test
一种统计检测项目,用于检测待检序列中位可重叠子序列的每一种模式的个数是否接近。
游程总数检测 runs test
一种统计检测项目,用于检测待检序列中游程的总数是否服从随机性要求。
游程分布检测 runs distribution test
一种统计检测项目,用于检测待检序列中相同长度游程的数目是否接近一致。
块内最大“1”游程检测 test for the longest run of ones in a block
一种统计检测项目,用于检测待检序列的各个等长子序列中最大“1”游程的分布是否服从随机性要求。
二元推导检测 binary deriva