隨機(jī)數(shù)發(fā)生器及其在密碼學(xué)中的應(yīng)用

第1章 概述 1.1 信息社會和信息安全 1.2 隨機(jī)數(shù)的歷史 1.3 隨機(jī)數(shù)的定義 1.3.1 例子 1.3.2 定義 1.4 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的定義 1.5 本書的章節(jié)安排 參考文獻(xiàn)第2章 隨機(jī)數(shù)和密碼 2.1 保密通信 2.2 密碼技術(shù)概述 2.2.1 加密技術(shù) 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(shí)際保密 2.3.1 理想保密 2.3.2 實(shí)際保密 2.4 密碼學(xué)中使用隨機(jī)數(shù)的例 2.5 隨機(jī)性的度量 2.5.1 熵的定義 2.5.2 熵和RNG 參考文獻(xiàn)第3章 偽隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器理論 3.1 計算復(fù)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(jī)數(shù)發(fā)生器的定義 3.4 偽隨機(jī)性和不可預(yù)測性 3.5 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的構(gòu)造 3.5.1 基于單個單向置換構(gòu)造 3.5.2 基于單向置換族構(gòu)造 3.5.3 BBS發(fā)生器 3.6 偽隨機(jī)發(fā)生器的應(yīng)用 3.6.1 偽隨機(jī)函數(shù) 3.6.2 偽隨機(jī)置換 參考文獻(xiàn)第4章 實(shí)際的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 4.1 設(shè)計原理 4.1.1 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的一般框架 4.1.2 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計需求 4.2 線性反饋移位寄存器 4.2.1 構(gòu)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(gòu)造PRNG 4.3.1 基于OFB工作模式構(gòu)造 4.3.2 基于CTR工作模式構(gòu)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(jī)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(zhuǎn)換函數(shù) 4.5.4 輸出函數(shù) 4.5.5 安全性 4.6 偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器標(biāo)準(zhǔn) 4.6.1 ANSI X9.1 7偽隨機(jī)比特發(fā)生器 4.6.2 FIPS 186中的偽隨機(jī)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(xiàn)第5章 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 5.1 設(shè)計原理 5.1.1 安全性質(zhì) 5.1.2 真隨機(jī)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(jī)數(shù)發(fā)生器 5.3.1 ／dev／random 5.3.2 Intel隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 參考文獻(xiàn)第6章 量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 6.1 概述 6.2 量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 6.2.1 離散變量量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 6.2.2 連續(xù)變量量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器 6.3 量子真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器設(shè)計方法 6.3.1 量子隨機(jī)源的選取 6.3.2 探測采樣 6.4 一個連續(xù)變量QRNG設(shè)計方案 6.4.1 現(xiàn)有量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的技術(shù)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(jī)數(shù)發(fā)生器實(shí)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(jié) 參考文獻(xiàn)第7章 隨機(jī)性的統(tǒng)計檢驗 7.1 隨機(jī)性統(tǒng)計檢驗原理與方法 7.1.1 概率統(tǒng)計基礎(chǔ)——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(jī)性統(tǒng)計測試包 7.2.1 五項基本隨機(jī)性測試 7.2.2 ENT隨機(jī)性測試 7.2.3 Diehard隨機(jī)性測試 7.2.4 NIST的16項隨機(jī)性測試 7.2.5 我國商用密碼隨機(jī)性檢測規(guī)范 7.3 分組密碼算法的隨機(jī)性檢測 7.3.1 密文的局部隨機(jī)性檢測 7.3.2 基于二項分布的隨機(jī)性檢測項目 7.3.3 明文一密文嚴(yán)格雪崩效應(yīng)測試 7.3.4 密鑰編排算法的隨機(jī)性檢驗 7.4 序列密碼算法的隨機(jī)性檢測 7.4.1 密鑰流的局部隨機(jī)性檢測 7.4.2 種子密鑰的擴(kuò)散性檢測 7.5 雜湊函數(shù)的隨機(jī)性檢測 7.5.1 摘要流的局部隨機(jī)性檢測 7.5.2 消息的擴(kuò)散性檢測 7.5.3 密鑰的擴(kuò)散性檢測 參考文獻(xiàn)第8章 隨機(jī)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(jī)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(xiàn)