标准解读

《GB/T 32915-2016 信息安全技术　二元序列随机性检测方法》是一项国家标准，旨在提供一套用于评估二元序列（即由0和1组成的数字序列）是否具备足够随机性的测试方法。该标准适用于信息安全领域内需要验证数据随机性的各种应用场景，比如密码学中的密钥生成、随机数生成器的质量保证等。

标准中定义了多种检测方法，每种方法都针对二元序列的不同特性进行测试，以确保其在统计意义上表现出良好的随机性。这些方法包括但不限于：

  • 单比特频率测试：检查序列中0和1出现的次数是否大致相等。
  • 块内频数测试：将序列分割成多个块，并检查每个块内0和1的比例是否接近于预期值。
  • 游程检验：通过分析连续相同位（游程）的数量来判断序列是否存在非随机模式。
  • 长度为m的块内最大周期子串测试：寻找长度固定为m的子串中最长重复出现的部分。
  • 自相关函数检验：计算并比较不同位移下的自相关系数，以此来衡量序列的相关性特征。
  • 线性复杂度测试：利用Berlekamp-Massey算法估计序列可以被最短线性反馈移位寄存器产生所需的最小状态数。
  • 连续一个或零个特定符号间距离分布测试：考察给定符号（如0或1）之间间隔的分布情况。
  • 矩阵秩检验：将序列转换成矩阵形式后，检查该矩阵的秩是否符合随机矩阵应有的统计特性。
  • 离散傅里叶变换谱检验：基于序列DFT结果的模平方值来进行随机性评价。
  • 非重叠模板匹配测试：搜索特定模式在整个序列中出现的次数。
  • 重叠模板匹配测试：与前一项类似，但允许模板之间有重叠部分。
  • 序列均匀性检验：通过构造累积和图来直观展示序列的波动情况，并据此做出判断。
  • 比特流压缩测试：使用压缩算法处理原始序列，依据压缩比变化反映其内在规律性。
  • 累积和检验：类似于序列均匀性检验，但更侧重于序列长期趋势的变化。
  • 近似熵测试：定量描述序列内部结构复杂程度的一种方式。
  • 随机游走检验：模拟随机游走过程，观察实际轨迹偏离理论期望的程度。


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....

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  • 现行
  • 正在执行有效
  • 2016-08-29 颁布
  • 2017-03-01 实施
©正版授权
GB/T 32915-2016信息安全技术二元序列随机性检测方法_第1页
GB/T 32915-2016信息安全技术二元序列随机性检测方法_第2页
GB/T 32915-2016信息安全技术二元序列随机性检测方法_第3页
GB/T 32915-2016信息安全技术二元序列随机性检测方法_第4页
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文档简介

ICS35040

L80.

中华人民共和国国家标准

GB/T32915—2016

信息安全技术

二元序列随机性检测方法

Informationsecuritytechnology—Randomnesstestmethodsforbinarysequence

2016-08-29发布2017-03-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T32915—2016

目次

前言

…………………………Ⅲ

范围

1………………………1

术语和定义

2………………1

符号

3………………………2

随机性检测

4………………3

单比特频数检测方法

4.1………………3

概述

4.1.1……………3

检测步骤

4.1.2………………………3

结果判定

4.1.3………………………3

块内频数检测方法

4.2…………………3

概述

4.2.1……………3

检测步骤

4.2.2………………………3

结果判定

4.2.3………………………3

扑克检测方法

4.3………………………4

概述

4.3.1……………4

检测步骤

4.3.2………………………4

结果判定

4.3.3………………………4

重叠子序列检测方法

4.4………………4

概述

4.4.1……………4

检测步骤

4.4.2………………………4

结果判定

4.4.3………………………5

游程总数检测方法

4.5…………………5

概述

4.5.1……………5

检测步骤

4.5.2………………………5

结果判定

4.5.3………………………5

游程分布检测方法

4.6…………………5

概述

4.6.1……………5

检测步骤

4.6.2………………………5

结果判定

4.6.3………………………6

块内最大游程检测方法

4.7“1”…………6

概述

4.7.1……………6

检测步骤

4.7.2………………………6

结果判定

4.7.3………………………6

二元推导检测方法

4.8…………………6

概述

4.8.1……………6

检测步骤

4.8.2………………………6

结果判定

4.8.3………………………7

Ⅰ

GB/T32915—2016

自相关检测方法

4.9……………………7

概述

4.9.1……………7

检测步骤

4.9.2………………………7

结果判定

4.9.3………………………7

矩阵秩检测方法

4.10……………………7

概述

4.10.1……………7

检测步骤

4.10.2………………………7

结果判定

4.10.3………………………8

累加和检测方法

4.11……………………8

概述

4.11.1……………8

检测步骤

4.11.2………………………8

结果判定

4.11.3………………………8

近似熵检测方法

4.12……………………8

概述

4.12.1……………8

检测步骤

4.12.2………………………8

结果判定

4.12.3………………………9

线性复杂度检测方法

4.13………………9

概述

4.13.1……………9

检测步骤

4.13.2………………………9

结果判定

4.13.3……………………10

通用统计检测方法

4.14Maurer………………………10

概述

4.14.1…………………………10

检测步骤

4.14.2……………………10

结果判定

4.14.3……………………10

离散傅立叶检测方法

4.15……………10

概述

4.15.1…………………………10

检测步骤

4.15.2……………………10

结果判定

4.15.3……………………11

随机数发生器检测

5………………………11

随机数发生器检测概述

5.1……………11

采集

5.2…………………11

检测

5.3…………………11

判定

5.4…………………11

附录资料性附录随机性检测原理

A()…………………12

附录资料性附录随机性检测参数设置表

B()…………19

Ⅱ

GB/T32915—2016

前言

本标准按照给出的规则起草

GB/T1.1—2009。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

。。

本标准由国家密码管理局提出

。

本标准由全国信息安全标准化技术委员会归口

(SAC/TC260)。

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邓开勇罗鹏

:、、、、、、、、、。

Ⅲ

GB/T32915—2016

信息安全技术

二元序列随机性检测方法

1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

。

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件

。

21

.

二元序列binarysequence

由和组成的比特串

“0”“1”。

22

.

随机数发生器randomnumbergenerator

产生随机二元序列的器件或程序

。

23

.

随机性假设randomnesshypothesis

对二元序列做随机性检测时首先假设该序列是随机的

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