随机性与伪随机数生成器.pptx

随机性与伪随机数生成器主讲人：赵永哲e_mail:yongzhe@电话：

加密算法的安全性是以密钥的安全性为基础的。安全的密钥指的是这个密钥必须是随机数。如果它们不随机，或如果在产生随机数过程中有一点偏差，破译者就能利用这个偏差对保密信息进行破译030201安全的密钥

01伪随机序列03真随机序列02密码学意义上的伪随机序列随机性

均匀分布数列中每个数出现的频率应相等或近似相等。应该有大约相同的0和1长度为1的游程大约占一半长度为2的游程大约占1/4长度为3的游程大约占1/8伪随机序列

密码学意义上的伪随机序列不可预测的即使给出产生序列的算法或硬件和所有以前产生的位序列，也不能预测下一个随机位是什么

不能重复产生即使在完全相同的操作条件下用完全相同的输入对序列发生器操作两次，也将得到两个完全不同的、毫不相关的位序列。独立性数列中任意一数都不能由其他数推出12真随机序列

伪随机序列会话密钥（SessionKey）02真随机序列主密钥（MasterKey）01密钥的分类和对随机性的要求

RNG–RandomNumberGenerators1RandomNumberGeneratorsaregeneratingnumbersinasequenceinsuchawaythatthenextnumberhasnorelationwiththepreviousnumbers2真随机数生成器

GoodRNGsTuringAwardwinnerin2000 AndrewChi-ChihYao姚期智 Contributions貢献TheoryofcomputationComplexityTheoryofRNGs随机数理论1946-IfthereisnopracticalwaytopredictthenextbitofanRNGwithmorethan50%chance,theRNGwillpassallstatisticaltests.

ORIONsRandomNumberGeneratorORIONsRandomNumberGeneratorconsistsoftwoindependentanalogueZenerdiodebasednoisesources.Bothsignalsareconvertedintorandombitstreams,combinedandsubsequentlytransmittedintheformofbytestotheRS-232portofyourcomputer.Thebaudrateis9600.Sothedeviceiscapableofsupplyingyouwithabout960randombytesor7600randombitspersecond€580

QuantumRandomBitGeneratorQRBG121isafastnon-deterministicrandombit(number)generatorwhoserandomnessreliesonintrinsicrandomnessofthequantumphysicalprocessofphotonicemissioninsemiconductorsandsubsequentdetectionbyphotoelectriceffect.Inthisprocessphotonsaredetectedatrandom,onebyoneindependentlyofeachother.Timinginformationofdetectedphotonsisusedtogeneraterandombinarydigits-bits.

PRNG–PseudoRandomNumberGenerators01伪随机数生成器是一个确定性算法，用一个长度为k的二进制序列作为愉入，算法就能产生长度为m(mk)的随机数序列。02伪随机生成器的输入称为产生器的种子。03伪随机数生成器

Xn+1=(aXn+c)modm01乘数a(0≤am)，03初值即种子X0(0≤X0m)；05模数m(m0)，02增量c(0≤cm)，04如果m、a、c、X0都为整数，则产生的随机数数列{Xn}也都是整数，且0≤Xnm。06线性同余算法的