基于AES的偽隨機(jī)數(shù)生成器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨機(jī)數(shù)在計(jì)算機(jī)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域里一直被廣泛使用，尤其是在密碼學(xué)領(lǐng)域中，其隨機(jī)性的好與壞直接影響到對(duì)數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名、身份認(rèn)證等的安全性。特別是它作為密鑰被用于信息系統(tǒng)的時(shí)候，這一點(diǎn)顯得十分突出。事實(shí)上，系統(tǒng)通常使用的隨機(jī)數(shù)基本都是由偽隨機(jī)數(shù)生成器產(chǎn)生的，這種偽隨機(jī)數(shù)生成器通常是由專門設(shè)計(jì)的算法以及具備良好隨機(jī)性的信息作為輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　本論文主要研究基于高級(jí)數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)AES的偽隨機(jī)數(shù)生成器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并探討所設(shè)計(jì)的偽隨機(jī)數(shù)

2、生成器的具體應(yīng)用。
　　首先，本文以AES為核心工具，采用CBC工作模式設(shè)計(jì)了一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)生成器。該偽隨機(jī)數(shù)生成器以計(jì)算機(jī)當(dāng)前系統(tǒng)的毫秒級(jí)時(shí)間、納秒級(jí)時(shí)間和CPU使用率作為隨機(jī)信息源。對(duì)隨機(jī)輸入信息進(jìn)行明文、密鑰和初始向量的劃分，并根據(jù)所需輸出的隨機(jī)數(shù)的范圍和數(shù)量確定明文分組數(shù)，各明文分組經(jīng)過(guò)AES加密生成密文分組，對(duì)密文進(jìn)行切分和變換即可輸出特定范圍及數(shù)量的偽隨機(jī)數(shù)。
　　其次，對(duì)所設(shè)計(jì)的基于AES的偽隨機(jī)數(shù)生成器進(jìn)行實(shí)現(xiàn)

3、，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析。在性能分析方面分別進(jìn)行了偽隨機(jī)數(shù)生成器產(chǎn)生偽隨機(jī)數(shù)所消耗時(shí)間的檢測(cè)、NIST SP800-22標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、頻數(shù)檢測(cè)和數(shù)值分布檢測(cè)。通過(guò)對(duì)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，證明本文所設(shè)計(jì)的偽隨機(jī)數(shù)生成器具備性能穩(wěn)定且產(chǎn)生的結(jié)果具備隨機(jī)性好、獨(dú)立性好、均勻性好等特點(diǎn)。
　　最后，利用基于AES的偽隨機(jī)數(shù)生成器的設(shè)計(jì)原理和思路，將所設(shè)計(jì)的偽隨機(jī)數(shù)生成器應(yīng)用到抽獎(jiǎng)系統(tǒng)和密鑰生成系統(tǒng)上，并對(duì)這兩個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果