隨機數(shù)發(fā)生器及其在密碼學中的應用

第1章 概述 1.1 信息社會和信息安全 1.2 隨機數(shù)的歷史 1.3 隨機數(shù)的定義 1.3.1 例子 1.3.2 定義 1.4 隨機數(shù)發(fā)生器的定義 1.5 本書的章節(jié)安排 參考文獻第2章 隨機數(shù)和密碼 2.1 保密通信 2.2 密碼技術概述 2.2.1 加密技術 2.2.2 數(shù)字簽名 2.2.3 密碼協(xié)議 2.2.4 量子密碼 2.3 理想保密和實際保密 2.3.1 理想保密 2.3.2 實際保密 2.4 密碼學中使用隨機數(shù)的例 2.5 隨機性的度量 2.5.1 熵的定義 2.5.2 熵和RNG 參考文獻第3章 偽隨機數(shù)產(chǎn)生器理論 3.1 計算復雜性理論 3.2 單向函數(shù) 3.2.1 基本概念 3.2.2 單向函數(shù)族 3.3 偽隨機數(shù)發(fā)生器的定義 3.4 偽隨機性和不可預測性 3.5 偽隨機數(shù)發(fā)生器的構造 3.5.1 基于單個單向置換構造 3.5.2 基于單向置換族構造 3.5.3 BBS發(fā)生器 3.6 偽隨機發(fā)生器的應用 3.6.1 偽隨機函數(shù) 3.6.2 偽隨機置換 參考文獻第4章 實際的偽隨機數(shù)發(fā)生器 4.1 設計原理 4.1.1 偽隨機數(shù)發(fā)生器的一般框架 4.1.2 偽隨機數(shù)發(fā)生器的設計需求 4.2 線性反饋移位寄存器 4.2.1 構成 4.2.2 周期性 4.2.3 m-序列的統(tǒng)計特性 4.2.4 B-M算法 4.3 基于分組密碼算法構造PRNG 4.3.1 基于OFB工作模式構造 4.3.2 基于CTR工作模式構造 4.3.3 AES 4.3.4 SMS4 4.3.5 KASIIMT 4.4 基于序列密碼的偽隨機數(shù)發(fā)生器 4.4.1 序列密碼 4.4.2 ZUC 4.4.3 Enocoro-128 4.4.4 MUGI 4.4.5 Rabbit 4.4.6 KCipher-2 4.5 Yarrow 4.5.1 組成 4.5.2 狀態(tài)空間 4.5.3 轉換函數(shù) 4.5.4 輸出函數(shù) 4.5.5 安全性 4.6 偽隨機數(shù)發(fā)生器標準 4.6.1 ANSI X9.1 7偽隨機比特發(fā)生器 4.6.2 FIPS 186中的偽隨機比特發(fā)生器 4.6.3 SP800-90 4.6.4 基于分組算法的PRNG 4.6.5 基于數(shù)論問題的PRNG 參考文獻第5章 真隨機數(shù)發(fā)生器 5.1 設計原理 5.1.1 安全性質 5.1.2 真隨機數(shù)發(fā)生器組成 5.1.3 熵源 5.2 評估方法 5.2.1 連續(xù)性測試 5.2.2 IID測試 5.2.3 估計IID源的最小熵 5.2.4 估計非IID源的最小熵 5.3 一些常見的真隨機數(shù)發(fā)生器 5.3.1 ／dev／random 5.3.2 Intel隨機數(shù)發(fā)生器 參考文獻第6章 量子隨機數(shù)發(fā)生器 6.1 概述 6.2 量子真隨機數(shù)發(fā)生器 6.2.1 離散變量量子隨機數(shù)發(fā)生器 6.2.2 連續(xù)變量量子隨機數(shù)發(fā)生器 6.3 量子真隨機數(shù)發(fā)生器設計方法 6.3.1 量子隨機源的選取 6.3.2 探測采樣 6.4 一個連續(xù)變量QRNG設計方案 6.4.1 現(xiàn)有量子隨機數(shù)發(fā)生器的技術局限 6.4.2 量子噪聲源——超輻射發(fā)光二極管 6.4.3 基于放大自發(fā)輻射的量子隨機數(shù)發(fā)生器實驗方案 6.4.4 數(shù)據(jù)后處理 6.4.5 統(tǒng)計檢驗 6.5 總結 參考文獻第7章 隨機性的統(tǒng)計檢驗 7.1 隨機性統(tǒng)計檢驗原理與方法 7.1.1 概率統(tǒng)計基礎——幾種概率分布 7.1.2 統(tǒng)計檢驗方法 7.2 幾種常用的隨機性統(tǒng)計測試包 7.2.1 五項基本隨機性測試 7.2.2 ENT隨機性測試 7.2.3 Diehard隨機性測試 7.2.4 NIST的16項隨機性測試 7.2.5 我國商用密碼隨機性檢測規(guī)范 7.3 分組密碼算法的隨機性檢測 7.3.1 密文的局部隨機性檢測 7.3.2 基于二項分布的隨機性檢測項目 7.3.3 明文一密文嚴格雪崩效應測試 7.3.4 密鑰編排算法的隨機性檢驗 7.4 序列密碼算法的隨機性檢測 7.4.1 密鑰流的局部隨機性檢測 7.4.2 種子密鑰的擴散性檢測 7.5 雜湊函數(shù)的隨機性檢測 7.5.1 摘要流的局部隨機性檢測 7.5.2 消息的擴散性檢測 7.5.3 密鑰的擴散性檢測 參考文獻第8章 隨機數(shù)發(fā)生器的分析方法 8.1 攻擊分類 8.2 分析微軟WinclOWS操作系統(tǒng)的隨機數(shù)發(fā)生器 8.2.1 WRNG的描述 8.2.2 密碼分析 8.3 Dual_EC_PRNG的陷門 參考文獻