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GM/T 0078-2020 英語 PDF (GMT0078-2020)
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GM/T 0078-2020: 暗号乱数生成モジュールの設計ガイドライン
GM/T 0078-2020
GM
暗号化業界標準
中華人民共和国
ICS35.040
CCS L80
暗号ランダム性の設計ガイドライン
数値生成モジュール
発行日: 2020年12月28日
実施日: 2021年7月1日
発行者: 国家暗号管理局
目次
序文…3
1 範囲 ... 4
2 規範的参照 ... 4
3 用語と定義 ... 4
4 略語 ... 5
5 乱数生成モジュールの一般的なモデル ... 5
6 物理ランダムソース回路の設計原理 ... 6
6.1 カオス力学系の原理 ... 6
6.2 位相ジッタの原理 ... 8
6.3 直接熱雑音増幅の原理 ... 9
6.4 マルチチャネル物理ランダムソースの合成 ... 11
7 物理的ランダムソースの障害検出 ... 12
8 物理的ランダムソースのランダム性検出 ... 12
9 後処理アルゴリズムの設計方法 ... 12
9.1 後処理アルゴリズムの設計要件 ... 12
9.2 暗号化関数方式 ... 12
9.3 軽量な後処理方法 ... 14
付録A(参考)物理的ランダムソースの回路例...16
序文
この規格は、GB/T 1.1-2020指令の規則に従って起草されました。
標準化のための第1部:標準化の構造と起草のルール
ドキュメント。
この文書の一部の内容には特許が含まれる可能性があることにご注意ください。
この文書を発行する機関は、
これらの特許。
この標準は、暗号技術によって提案され、暗号技術の管轄下にあります。
標準化技術委員会。
この規格の起草組織:北京HSECテクノロジー株式会社。
国家暗号管理局の商業暗号試験センター;
中国科学院ソフトウェア研究所、情報研究所
エンジニアリング、CAS、Nations Technologies Inc.、CEC Huada Electronic Design Co., Ltd.、
北京スマートチップマイクロエレクトロニクステクノロジー株式会社
この規格の主な起草者: Zhang Wenjing、Luo Peng、Yu Qunhui、Fan Limin、
マー・ユアン、ヤン・シェンウェイ、リー・ダン、ガン・ジエ、シア・ルーニン。
暗号ランダム性の設計ガイドライン
数値生成モジュール
1 範囲
この規格は、暗号ハードウェアランダムアクセスの設計要件を規定する。
番号生成モジュール。
この規格は、以下の研究、開発、試験に関するガイダンスに適用される。
乱数生成モジュール。
2 規範的参照
以下の文書の内容は、本契約の不可欠な条項を構成する。
文書は、本文中の規範的な参照を通じて参照される。
指定された日付のバージョンのみがこの文書に適用されます。
日付が指定されていない委託条件については、最新バージョン(すべての
この文書にはいかなる変更も適用されません。
GM/T 0005 ランダム性テスト仕様
GM/T 0008 セキュリティ IC の暗号化テスト基準
3 用語と定義
GM/T 0005およびGM/T 0008で定義されているもの、および以下の用語と定義
この文書に適用されます。
3.1 乱数生成モジュール
乱数生成モジュールとは、自然現象を利用した回路を指します。
現実世界のランダム性を利用して、ランダムな物理量からランダムな量を抽出する
処理し、変換処理を行って乱数を出力します。
3.2 熱雑音
熱雑音はホワイトノイズとも呼ばれ、熱振動によって発生します。
導体内の電子。あらゆる電子機器や伝送媒体に存在します。
温度変化の結果ですが、周波数の変化には影響されません。熱
ノイズはすべての周波数スペクトルに同じ形で分布しており、
排除されました。
3.3 カオス理論
物理ランダムソース回路は、物理プロセスの不確実性を利用して、
回路をサンプリングし、物理プロセスの不確実性を定量化して、
ランダムソースシーケンス。物理設計の一般的な原則は、
ランダムソース回路には、カオス力学系の原理、原理
位相ジッタと直接熱雑音増幅の原理。
物理的ランダムソース障害検出回路は、物理的ランダムソース障害の出力を検出する。
ランダムソースは、物理的なランダムソースが
乱数列の検出と制御乱数列の出力
生成モジュール。物理的に検出された乱数列のみが
ランダムソースを出力できます。物理的なランダムソースが障害を検出すると、
乱数生成モジュールは警報信号を提供するものとする。
後処理回路は特定のアルゴリズムを利用して乱数を生成する。
統計的検定に適合するシーケンス。後処理は多数ある。
アルゴリズム。実際には、アルゴリズムは、
物理的なランダムソースの。
乱数生成モジュールには2つの出力があり、1つは乱数である。
シーケンス出力と、もう1つはランダムソース検出出力で、
検出。出力される乱数列のランダム性は、
GM/T 0005の規定に従ってランダムソース検出出力は主に
物理的なランダムソースの基本的なランダム性を検出します。
6 物理ランダムソース回路の設計原理
6.1 カオス力学系の原理
6.1.1 原理の典型的なモデル
カオス関数の特性を利用してカオスシステムを設計することは、
ランダムノイズは混沌としたシステムの小さな乱れとして認識される。
システムはシステム内のランダムノイズの影響を受け、
システムは予測不可能であり、ランダムなシーケンスが生成される可能性がある。
カオス力学系の原理に基づく物理的なランダムソース
主にカオス関数の回路実現と
ランダムノイズ。
カオスシステムには、離散カオスと連続カオスの 2 つのタイプがあります。
エンジニアリング実現の観点から、この規格は典型的な
離散カオスシステムに基づく物理的なランダムソースモデルは、
図2.
式(1)において、Qは品質係数であり、
したがって、次のことがわかる。
低速サンプリング信号にジッタが含まれていない場合(つまり、1 = 0)、
高速振動信号にジッタが含まれていないと仮定すると(つまり、2 = 0)、
設計上、ビットあたりのエントロピーが一定の閾値よりも高くなければならない。
その後、発振周波数とジッタパラメータに応じて、
発振クロックの場合、安全なサンプリング周波数は逆に解くことができる。詳細はA.2.1を参照。
具体例。式(1)はエントロピーのみを考慮している点に注意する必要がある。
白色ノイズの影響下での推定。設計上、サンプリング周波数が
比較的低いため、低周波関連のノイズの影響も考慮する必要があります。
6.2.3 回路設計を実現するための作業環境条件
原理
発振クロックのジッタは通常、外部の変化に敏感であるため、
環境では、電源側から発生する周波数干渉により、
ジッタも決定論的であり、出力されるランダム ビットの品質に影響を与える可能性があります。
したがって、設計では、フィルタの電圧安定化が重要です...
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GM
暗号化業界標準
中華人民共和国
ICS35.040
CCS L80
暗号ランダム性の設計ガイドライン
数値生成モジュール
発行日: 2020年12月28日
実施日: 2021年7月1日
発行者: 国家暗号管理局
目次
序文…3
1 範囲 ... 4
2 規範的参照 ... 4
3 用語と定義 ... 4
4 略語 ... 5
5 乱数生成モジュールの一般的なモデル ... 5
6 物理ランダムソース回路の設計原理 ... 6
6.1 カオス力学系の原理 ... 6
6.2 位相ジッタの原理 ... 8
6.3 直接熱雑音増幅の原理 ... 9
6.4 マルチチャネル物理ランダムソースの合成 ... 11
7 物理的ランダムソースの障害検出 ... 12
8 物理的ランダムソースのランダム性検出 ... 12
9 後処理アルゴリズムの設計方法 ... 12
9.1 後処理アルゴリズムの設計要件 ... 12
9.2 暗号化関数方式 ... 12
9.3 軽量な後処理方法 ... 14
付録A(参考)物理的ランダムソースの回路例...16
序文
この規格は、GB/T 1.1-2020指令の規則に従って起草されました。
標準化のための第1部:標準化の構造と起草のルール
ドキュメント。
この文書の一部の内容には特許が含まれる可能性があることにご注意ください。
この文書を発行する機関は、
これらの特許。
この標準は、暗号技術によって提案され、暗号技術の管轄下にあります。
標準化技術委員会。
この規格の起草組織:北京HSECテクノロジー株式会社。
国家暗号管理局の商業暗号試験センター;
中国科学院ソフトウェア研究所、情報研究所
エンジニアリング、CAS、Nations Technologies Inc.、CEC Huada Electronic Design Co., Ltd.、
北京スマートチップマイクロエレクトロニクステクノロジー株式会社
この規格の主な起草者: Zhang Wenjing、Luo Peng、Yu Qunhui、Fan Limin、
マー・ユアン、ヤン・シェンウェイ、リー・ダン、ガン・ジエ、シア・ルーニン。
暗号ランダム性の設計ガイドライン
数値生成モジュール
1 範囲
この規格は、暗号ハードウェアランダムアクセスの設計要件を規定する。
番号生成モジュール。
この規格は、以下の研究、開発、試験に関するガイダンスに適用される。
乱数生成モジュール。
2 規範的参照
以下の文書の内容は、本契約の不可欠な条項を構成する。
文書は、本文中の規範的な参照を通じて参照される。
指定された日付のバージョンのみがこの文書に適用されます。
日付が指定されていない委託条件については、最新バージョン(すべての
この文書にはいかなる変更も適用されません。
GM/T 0005 ランダム性テスト仕様
GM/T 0008 セキュリティ IC の暗号化テスト基準
3 用語と定義
GM/T 0005およびGM/T 0008で定義されているもの、および以下の用語と定義
この文書に適用されます。
3.1 乱数生成モジュール
乱数生成モジュールとは、自然現象を利用した回路を指します。
現実世界のランダム性を利用して、ランダムな物理量からランダムな量を抽出する
処理し、変換処理を行って乱数を出力します。
3.2 熱雑音
熱雑音はホワイトノイズとも呼ばれ、熱振動によって発生します。
導体内の電子。あらゆる電子機器や伝送媒体に存在します。
温度変化の結果ですが、周波数の変化には影響されません。熱
ノイズはすべての周波数スペクトルに同じ形で分布しており、
排除されました。
3.3 カオス理論
物理ランダムソース回路は、物理プロセスの不確実性を利用して、
回路をサンプリングし、物理プロセスの不確実性を定量化して、
ランダムソースシーケンス。物理設計の一般的な原則は、
ランダムソース回路には、カオス力学系の原理、原理
位相ジッタと直接熱雑音増幅の原理。
物理的ランダムソース障害検出回路は、物理的ランダムソース障害の出力を検出する。
ランダムソースは、物理的なランダムソースが
乱数列の検出と制御乱数列の出力
生成モジュール。物理的に検出された乱数列のみが
ランダムソースを出力できます。物理的なランダムソースが障害を検出すると、
乱数生成モジュールは警報信号を提供するものとする。
後処理回路は特定のアルゴリズムを利用して乱数を生成する。
統計的検定に適合するシーケンス。後処理は多数ある。
アルゴリズム。実際には、アルゴリズムは、
物理的なランダムソースの。
乱数生成モジュールには2つの出力があり、1つは乱数である。
シーケンス出力と、もう1つはランダムソース検出出力で、
検出。出力される乱数列のランダム性は、
GM/T 0005の規定に従ってランダムソース検出出力は主に
物理的なランダムソースの基本的なランダム性を検出します。
6 物理ランダムソース回路の設計原理
6.1 カオス力学系の原理
6.1.1 原理の典型的なモデル
カオス関数の特性を利用してカオスシステムを設計することは、
ランダムノイズは混沌としたシステムの小さな乱れとして認識される。
システムはシステム内のランダムノイズの影響を受け、
システムは予測不可能であり、ランダムなシーケンスが生成される可能性がある。
カオス力学系の原理に基づく物理的なランダムソース
主にカオス関数の回路実現と
ランダムノイズ。
カオスシステムには、離散カオスと連続カオスの 2 つのタイプがあります。
エンジニアリング実現の観点から、この規格は典型的な
離散カオスシステムに基づく物理的なランダムソースモデルは、
図2.
式(1)において、Qは品質係数であり、
したがって、次のことがわかる。
低速サンプリング信号にジッタが含まれていない場合(つまり、1 = 0)、
高速振動信号にジッタが含まれていないと仮定すると(つまり、2 = 0)、
設計上、ビットあたりのエントロピーが一定の閾値よりも高くなければならない。
その後、発振周波数とジッタパラメータに応じて、
発振クロックの場合、安全なサンプリング周波数は逆に解くことができる。詳細はA.2.1を参照。
具体例。式(1)はエントロピーのみを考慮している点に注意する必要がある。
白色ノイズの影響下での推定。設計上、サンプリング周波数が
比較的低いため、低周波関連のノイズの影響も考慮する必要があります。
6.2.3 回路設計を実現するための作業環境条件
原理
発振クロックのジッタは通常、外部の変化に敏感であるため、
環境では、電源側から発生する周波数干渉により、
ジッタも決定論的であり、出力されるランダム ビットの品質に影響を与える可能性があります。
したがって、設計では、フィルタの電圧安定化が重要です...
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