海綿的結構,使用重排的功能顯示ZI序列。信貸: 加密領域的成就-2025 (2025)。 doi:10.1007/978-3-032-01901-1_15

在計算機安全中,隨機數是不可預測的重要值,例如秘密鍵或初始化向量(IVS) – 安全系統基礎的形成。為了實現這一目標,使用了確定的隨機位發生器(DRBG),產生看起來隨機的數字。然而,現有的DRBG對安全性(不可預測性)和退出速度都有限制。

KAIST的研究人員開發了DRBG,從理論上講,使用新的證據技術在理論上達到了最大可能的安全水平,從而通過平行其結構並行提高速度。這提供了從物聯網設備到大型服務器的安全且超快的隨機數。

由計算學院Jooyoon Lee教授領導的研究團隊創建了 新的理論結構 分析基於重排(DRBG,確定的隨機位生成器)和開發的DRBG的隨機位的確定發電機的安全性,從而達到最佳效率。

確定的隨機位生成器使用主要的加密操作(例如塊,哈希功能和重新排列)從熵源(從環境獲得的隨機數據)創建不可預測的隨機數。

在大多數加密算法中使用了生成的隨機數來確定依賴於它們的整個系統的基本安全性。因此,DRBG構成了密碼學的基礎,並提高其有效性和安全性是一項非常重要的研究任務。

重排的功能是允許可容易計算的加密算法的基本組成部分,引起了人們對其出色的安全性和效率的極大關注,尤其是為了在美國的標準Hash SHA-3功能中接受。

然而,與重排的大小相比,SHA-3中採用的海綿的建設因其產量的有限效率而受到批評。由於所有現有的DRBG基於其輸出功能中使用的海綿狀結構的置換,因此它們還受到對產出效率的限制。

此外,現有的DRBG基於排列,使用了一種稱為“遊戲封蓋”的技術來證明安全性。但是,此方法對比理論上的安全保證有限制。

例如,當重排的吞吐量為256位時,理論期望為min {c/2,λ},即128位安全性。但是有了傳統的證據方法,保證只有最小{c/3,λ},約為85位。 (λ是指熵的閾值,最小表示兩個值的較小。)

下一代隨機數的國際標準化

圖2。輸出結構POSDRBG。信用: 加密領域的成就-2025 (2025)。 doi:10.1007/978-3-032-01901-1_15

遊戲跳躍將隨機數和敵人之間的情況定義為“遊戲”,將其分為許多小步驟(迷你游戲),併計算每個階段敵人成功的可能性以進行統一。但是,由於該過程過度劃分了階段,因此所得的安全級別低於實際。

Kaist的Jooyoon Lee教授研究小組指出,遊戲中涉及的傳統技術將一般遊戲分為太多步驟,並提供了一種新的證據方法,並在兩個階段中簡化了這一方法。

結果,他們證明,與現有證據相比,基於排列的DRBG安全級別實際上對應於最小{c/2,λλλPits-lits-light鍵,約為50%。他們還證明了這一價值是盡可能實現的。

研究小組還開發了POSDRBG(基於平行結論的DRBG),以消除開發由其順序(單線)處理引起的海綿現有結構的效率的限制。最近提出的並行結構同時處理了幾個流,從而基於重排實現了DRBG的最大效率。

Joyoyung Lee教授說:“ POSDRBG是一種新的確定的隨機鑽頭生成器,可以提高生成率和隨機數的安全性,這使其從小型物聯網設備到大型服務器。預計這項研究將積極影響國際DRBG SP800-90A的不斷修改,這將導致基於Drbg的正式包含Drbg Movements Movements Movement of Drbg Movements Movement。

這是對Woohyuk Chung(Kaist,第一作者),Seongha Hwang(Kaist),Hwigyeom Kim(Samsung Electronics)和Joyouung Lee(Kaist,作者,作者 – 理事)的研究。 加密 (年度國際加密會議),並作為一部分出版 加密領域的成就-2025

現有海綿-DRBG的意外數量輸出的功能使用海綿的結構,該結構直接連接了P的重新排列。參考,所有基於重排的現有DRBG都具有這種海綿的結構。在海綿的結構中,在N位入口P中,僅將上部的R-Bits用作deverance za。因此,輸出效率始終受R/N的限制。

在這項研究中,開發了POSDRBG隨機顯示函數以解決平行計算,並且P的重新函數的所有N位輸出成為隨機數Z。因此,它的輸出效率為1。

更多信息:
Woohyuk Chung等。 加密領域的成就-2025 (2025)。 doi:10.1007/978-3-032-01901-1_15

由韓國高級科學技術學院(KAIST)提供


引用:超快速隨機數:新發電機提高了安全性和速度(2025年8月20日)。 2025年8月20日與https://techxplore.com/news/2025-08-ultra-fast-random-generator-generator-boosts.html接收

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