Аппаратный генератор случайных чисел

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Аппаратный генератор случайных чисел — устройство, которое генерирует последовательности случайных чисел на основе измеряемых параметров протекающего физического процесса.

Работа таких устройств часто основана на использовании надёжных источников энтропии, таких как тепловой шум, фотоэлектрический эффект, другие квантовые явления. Эти процессы, в теории, абсолютно непредсказуемы. Аппаратные генераторы случайных чисел, основанные на квантовых процессах, обычно состоят из специального усилителя и преобразователя. Усилитель усиливает очень слабые сигналы, получаемые в результате проходящих физических явлений, до приемлемых размеров, которые преобразуются преобразователем к цифровому виду.

Аппаратные генераторы случайных чисел относительно медленны и могут производить смещенные последовательности (когда определенная последовательность чисел повторяется чаще). Использование подобных генераторов зависит от потребностей конкретной предметной области и от устройства самого генератора.

Из-за недостатка хороших аппаратных ГПСЧ производители вынуждены применять имеющиеся под рукой гораздо более медленные, но широко известные блочные шифры (DES, AES) и хеш-функции (SHA-1) в поточных режимах.[источник не указан 243 дня]

Кроме устаревших, хорошо известных LFSR-генераторов, широко применявшихся в качестве аппаратных ГПСЧ в XX веке, к сожалению, очень мало известно о современных аппаратных ГПСЧ (поточных шифрах), так как большинство из них разработано для военных целей и держатся в секрете. Почти все существующие коммерческие аппаратные ГПСЧ запатентованы или держатся в секрете. Аппаратные ГПСЧ ограничены строгими требованиями к расходуемой памяти (чаще всего использование памяти запрещено), быстродействию (1-2 такта) и площади (несколько сотен FPGA- или ASIC-ячеек). Из-за таких строгих требований к аппаратным ГПСЧ очень трудно создать криптостойкий генератор, поэтому до сих пор все известные аппаратные ГПСЧ были взломаны. Примерами таких генераторов являются Toyocrypt и LILI-128, которые оба являются LFSR-генераторами, и оба были взломаны с помощью алгебраических атак.[источник не указан 243 дня]

В некоторые микропроцессоры встроен аппаратный генератор случайных чисел, например в Intel Core i* начиная с архитектуры Ivy Bridge (коды i*-3***) встроена инструкция RdRand.

См. также[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]