標準解讀

《GB/T 32915-2016 信息安全技術　二元序列隨機性檢測方法》是一項國家標準，旨在提供一套用于評估二元序列（即由0和1組成的數字序列）是否具備足夠隨機性的測試方法。該標準適用于信息安全領域內需要驗證數據隨機性的各種應用場景，比如密碼學中的密鑰生成、隨機數生成器的質量保證等。

標準中定義了多種檢測方法，每種方法都針對二元序列的不同特性進行測試，以確保其在統計意義上表現出良好的隨機性。這些方法包括但不限于：

  • 單比特頻率測試：檢查序列中0和1出現的次數是否大致相等。
  • 塊內頻數測試：將序列分割成多個塊，并檢查每個塊內0和1的比例是否接近于預期值。
  • 游程檢驗：通過分析連續相同位（游程）的數量來判斷序列是否存在非隨機模式。
  • 長度為m的塊內最大周期子串測試：尋找長度固定為m的子串中最長重復出現的部分。
  • 自相關函數檢驗：計算并比較不同位移下的自相關系數，以此來衡量序列的相關性特征。
  • 線性復雜度測試：利用Berlekamp-Massey算法估計序列可以被最短線性反饋移位寄存器產生所需的最小狀態數。
  • 連續一個或零個特定符號間距離分布測試：考察給定符號（如0或1）之間間隔的分布情況。
  • 矩陣秩檢驗：將序列轉換成矩陣形式后，檢查該矩陣的秩是否符合隨機矩陣應有的統計特性。
  • 離散傅里葉變換譜檢驗：基于序列DFT結果的模平方值來進行隨機性評價。
  • 非重疊模板匹配測試：搜索特定模式在整個序列中出現的次數。
  • 重疊模板匹配測試：與前一項類似，但允許模板之間有重疊部分。
  • 序列均勻性檢驗：通過構造累積和圖來直觀展示序列的波動情況，并據此做出判斷。
  • 比特流壓縮測試：使用壓縮算法處理原始序列，依據壓縮比變化反映其內在規律性。
  • 累積和檢驗：類似于序列均勻性檢驗，但更側重于序列長期趨勢的變化。
  • 近似熵測試：定量描述序列內部結構復雜程度的一種方式。
  • 隨機游走檢驗：模擬隨機游走過程，觀察實際軌跡偏離理論期望的程度。


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....

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  • 現行
  • 正在執行有效
  • 2016-08-29 頒布
  • 2017-03-01 實施
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GB/T 32915-2016信息安全技術二元序列隨機性檢測方法_第1頁
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文檔簡介

ICS35040

L80.

中華人民共和國國家標準

GB/T32915—2016

信息安全技術

二元序列隨機性檢測方法

Informationsecuritytechnology—Randomnesstestmethodsforbinarysequence

2016-08-29發布2017-03-01實施

中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局發布

中國國家標準化管理委員會

GB/T32915—2016

目次

前言

…………………………Ⅲ

范圍

1………………………1

術語和定義

2………………1

符號

3………………………2

隨機性檢測

4………………3

單比特頻數檢測方法

4.1………………3

概述

4.1.1……………3

檢測步驟

4.1.2………………………3

結果判定

4.1.3………………………3

塊內頻數檢測方法

4.2…………………3

概述

4.2.1……………3

檢測步驟

4.2.2………………………3

結果判定

4.2.3………………………3

撲克檢測方法

4.3………………………4

概述

4.3.1……………4

檢測步驟

4.3.2………………………4

結果判定

4.3.3………………………4

重疊子序列檢測方法

4.4………………4

概述

4.4.1……………4

檢測步驟

4.4.2………………………4

結果判定

4.4.3………………………5

游程總數檢測方法

4.5…………………5

概述

4.5.1……………5

檢測步驟

4.5.2………………………5

結果判定

4.5.3………………………5

游程分布檢測方法

4.6…………………5

概述

4.6.1……………5

檢測步驟

4.6.2………………………5

結果判定

4.6.3………………………6

塊內最大游程檢測方法

4.7“1”…………6

概述

4.7.1……………6

檢測步驟

4.7.2………………………6

結果判定

4.7.3………………………6

二元推導檢測方法

4.8…………………6

概述

4.8.1……………6

檢測步驟

4.8.2………………………6

結果判定

4.8.3………………………7

Ⅰ

GB/T32915—2016

自相關檢測方法

4.9……………………7

概述

4.9.1……………7

檢測步驟

4.9.2………………………7

結果判定

4.9.3………………………7

矩陣秩檢測方法

4.10……………………7

概述

4.10.1……………7

檢測步驟

4.10.2………………………7

結果判定

4.10.3………………………8

累加和檢測方法

4.11……………………8

概述

4.11.1……………8

檢測步驟

4.11.2………………………8

結果判定

4.11.3………………………8

近似熵檢測方法

4.12……………………8

概述

4.12.1……………8

檢測步驟

4.12.2………………………8

結果判定

4.12.3………………………9

線性復雜度檢測方法

4.13………………9

概述

4.13.1……………9

檢測步驟

4.13.2………………………9

結果判定

4.13.3……………………10

通用統計檢測方法

4.14Maurer………………………10

概述

4.14.1…………………………10

檢測步驟

4.14.2……………………10

結果判定

4.14.3……………………10

離散傅立葉檢測方法

4.15……………10

概述

4.15.1…………………………10

檢測步驟

4.15.2……………………10

結果判定

4.15.3……………………11

隨機數發生器檢測

5………………………11

隨機數發生器檢測概述

5.1……………11

采集

5.2…………………11

檢測

5.3…………………11

判定

5.4…………………11

附錄資料性附錄隨機性檢測原理

A()…………………12

附錄資料性附錄隨機性檢測參數設置表

B()…………19

Ⅱ

GB/T32915—2016

前言

本標準按照給出的規則起草

GB/T1.1—2009。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任

。。

本標準由國家密碼管理局提出

。

本標準由全國信息安全標準化技術委員會歸口

(SAC/TC260)。

本標準起草單位國家密碼管理局商用密碼檢測中心中國科學院軟件研究所北京信息科學技術

:、、

研究院

。

本標準主要起草人李大為馮登國陳華張超周永彬董芳范麗敏許囡囡鄧開勇羅鵬

:、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T32915—2016

信息安全技術

二元序列隨機性檢測方法

1范圍

本標準規定了商用密碼應用中的隨機性檢測指標和檢測方法

。

本標準適用于對隨機數發生器產生的二元序列的隨機性檢測

。

2術語和定義

下列術語和定義適用于本文件

。

21

.

二元序列binarysequence

由和組成的比特串

“0”“1”。

22

.

隨機數發生器randomnumbergenerator

產生隨機二元序列的器件或程序

。

23

.

隨機性假設randomnesshypothesis

對二元序列做隨機性檢測時首先假設該序列是隨機的

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