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GB/T 32915-2016 英語 PDF (GBT32915-2016)

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GB/T 32915-2016: 情報セキュリティ技術 - バイナリシーケンスのランダム性テスト方法
国際規格 32915-2016
イギリス
国家標準の
中華人民共和国
ICS35.040
80サイズ
情報セキュリティ技術 -
バイナリシーケンスのランダム性テスト方法
発行日: 2016年8月29日
2017年3月1日に実施
発行元:国家品質監督検査総局
中国の検疫;
中華人民共和国標準化管理局。
目次
序文…5
1 範囲 ... 6
2 用語と定義 ... 6
3 シンボル ... 7
4 ランダム性テスト ... 9
4.1 シングルビット周波数テスト方法 ... 9
4.1.1 概要 ... 9
4.1.2 試験手順 ... 9
4.1.3 結果の判定 ... 10
4.2 ブロック内部周波数試験方法 ... 10
4.2.1 概要 ... 10
4.2.2 試験手順 ... 10
4.2.3 結果の判定 ... 10
4.3 ポーカーテスト方法 ... 11
4.3.1 概要 ... 11
4.3.2 試験手順 ... 11
4.3.3 結果の判定 ... 11
4.4 重複部分列テスト法 ... 11
4.4.1 概要 ... 11
4.4.2 試験手順 ... 12
4.4.3 結果の判定 ... 12
4.5 総実行回数試験方法 ... 13
4.5.1 概要 ... 13
4.5.2 試験手順 ... 13
4.5.3 結果の判定 ... 13
4.6 分布テスト方法を実行する...13
4.6.1 概要 ... 13
4.6.2 試験手順 ... 14
4.6.3 結果の判定 ... 14
4.7 ブロック内の最大「1」実行テスト方法...14
4.7.1 概要 ... 14
4.7.2 試験手順 ... 14
4.7.3 結果の判定 ... 15
4.8 バイナリ導出テスト方法 ... 15
4.8.1 概要 ... 15
4.8.2 試験手順 ... 15
4.8.3 結果の判定 ... 16
4.9 自己相関検定法...16
4.9.1 概要 ... 16
4.9.2 試験手順 ... 16
4.9.3 結果の判定 ... 17
4.10 行列順位検定法 ... 17
4.10.1 概要 ... 17
4.10.2 試験手順 ... 17
4.10.3 結果の判定 ... 18
4.11 累積和検定法 ... 18
4.11.1 概要 ... 18
4.11.2 試験手順 ... 18
4.11.3 結果の判定 ... 18
4.12 近似エントロピー検定法 ... 19
4.12.1 概要 ... 19
4.12.2 試験手順 ... 19
4.12.3 結果の判定 ... 20
4.13 線形複雑性テスト法 ... 20
4.13.1 概要 ... 20
4.13.2 試験手順 ... 20
4.13.3 結果の判定 ... 21
4.14 マウラー普遍統計検定法 ... 21
4.14.1 概要 ... 21
4.14.2 試験手順 ... 21
4.14.3 結果の判定 ... 22
4.15 離散フーリエ検定法 ... 22
4.15.1 概要 ... 22
4.15.2 試験手順 ... 22
4.15.3 結果の判定 ... 23
5 乱数生成器テスト ... 23
5.1 乱数生成器テストの概要 ... 23
5.2 コレクション ... 23
5.3 テスト ... 23
5.4 判断 ... 24
付録A(参考)ランダムテストの原理...25
付録B(参考)ランダム性検定パラメータ設定表 ... 35
情報セキュリティ技術 -
バイナリシーケンスのランダム性テスト方法
1 範囲
この規格は、ランダム性試験の指標と試験方法を規定する。
商用パスワードアプリケーション。
この規格は、生成されたバイナリシーケンスのランダム性テストに適用されます。
乱数ジェネレータによって。
2 用語と定義
この文書には以下の用語と定義が適用されます。
2.1
バイナリシーケンス
「0」と「1」からなるビット文字列。
2.2
乱数ジェネレータ
ランダムなバイナリシーケンスを生成するデバイスまたはプログラム。
2.3
ランダム性仮説
バイナリシーケンスのランダム性テストを実行する場合、まず次のことを仮定します。
順序はランダムである。この仮定は元の仮説と呼ばれる。
または帰無仮説であり、H0として記録されます。帰無仮説の反対の仮説
この順序はランダムではないという仮説は対立仮説と呼ばれる。
仮説はHαと表記されます。
2.4
ランダム性テスト
バイナリシーケンステストに使用される関数またはプロセス。
ランダム性帰無仮説を受け入れる。
2.5
有意水準
ランダムなシーケンスを誤って非ランダムシーケンスと判定する確率
ランダム性テストにおけるランダムシーケンス。α で表されます。
2.6
サンプル
ランダム性テストのためのバイナリシーケンス。サンプルと呼ばれます。
2.7
サンプルの長さ
サンプル内のビット数。
2.8
サンプルサイズ
ランダムにテストされるサンプルの数。
2.9
テストパラメータ
ランダム性テストに設定する必要があるパラメータ。
2.10
走る
連続した「0」または「1」からなる自己シーケンスであり、
サブシーケンスのプリアンブルと後続要素は、
独自の要素。
3 シンボル
この文書には以下の記号が適用されます。
α. 有意水準
H0. 元の仮説(帰無仮説)
Hα.対立仮説
ε. テストするシーケンス
n. テストするシーケンスのビット長
εi. テストするシーケンス内のビット、εi = (0, 1)
ε'。特定の規則に従って生成された新しいシーケンス。
ξi. 2εi - 1
m. 部分列のビット長
Σ. AND 記号
*. 乗算は省略されることもある
ln(x) xの自然対数
Log2(x)。底が2のxの対数
. x以下の最大の整数
最大。複数の要素から最大値を取る
Φ(x) 標準正規分布関数
V. 統計値
P_value。相補誤差関数
erfc。サンプルのランダム性の品質の尺度。
igamc. 不完全ガンマ関数
π。テストするシーケンスの1の比率
Vn(obs)。テストするシーケンス内の実行の合計数
ApEn(m)。テストするシーケンスのおおよそのエントロピー
K. ユニバーサルテストでテストされるシーケンス内のLビットサブシーケンスの数
統計的検定
L. 一般統計における部分列の長さ
Li. 線形複雑度テストにおける部分列の線形複雑度
M. 行列ランク検定における行列の数
1.5 < Ti ≤ 2.5、v5 プラス 1;
Ti > 2.5、v6 プラス 1。
ステップ6. 統計値を計算します。ここでπi値は
は。 π0 = 0.010417、π1 = 0.03125、π2 = 0.12500、π3 = 0.5000、π4 = 0.25000、π5
= 0.06250、π6 = 0.020833。
ステップ7. 計算する
4.13.3 結果の判定
4.13.2 で計算された P_value の結果を有意水準 α と比較します。
P_value ≥ αの場合、テストされるシーケンスは線形テストに合格したとみなされます。
複雑さのテスト。
4.14 マウラー普遍統計検定法
4.14.1 概要
マウラー普遍統計検定は、シーケンスが
テストされたシーケンスはロスレス圧縮が可能です。ランダムシーケンスは
大幅に圧縮できる場合、テストするシーケンスが大幅に
圧縮されている場合、シーケンスはランダムではないとみなされます。
4.14.2 試験手順
Maurer の普遍統計検定手順は次のとおりです。
ステップ1. テストするシーケンスεを2つの部分に分割します。最初のシーケンス
そしてテストシーケンス。初期シーケンスはQ個のLビットの重複しない
サブシーケンス。テストシーケンスはK個のLビットの重複しない
部分列では、余分なビット(完全なLビットを形成するには不十分)を破棄する
サブシーケンス)。
ステップ2. 初期シーケンスでは、Lビット値をインデックスとしてテーブルを作成します。
表中の値、Tj (1 ≤ j ≤ 2L)は、表中のj番目の要素の値を表す。
表からTj = i(1 ≤ i ≤ Q)を計算します。ここでjはi番目の10進数表現です。
初期シーケンス内の L ビットのサブシーケンス。
付録A
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