진난수발생기용 난수성 검정 방법 AIS.31에 대한 확률론적 분석 및 보안성 평가 적용 방법
Probabilistic Analysis of AIS.31 Statistical Tests for TRNGs and Their Applications to Security Evaluations
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초록
진난수발생기(TRNG)의 통계적 난수성을 평가하는 대표적인 방법으로 미국 NIST의 SP 800-90B와 독일 BSI 의 AIS.31을 들 수 있다. 본 논문에서는 현재 국제 표준화 작업이 진행 중인 독일 BSI의 AIS.31에 집중하여 세부내용을 분석한다. AIS.31 문서에 나타나 있는 통계적 검정 방법들을 확률론적으로 면밀히 분석하여 각 통계량의 분포와 그 의미를 밝혀내고, 유의수준과 표본수열의 길이에 따른 검정 통과 기준을 제시함으로써 AIS.31을 일반화한결과를 도출한다. 또한, AIS.31에서는 정확히 기술하고 있지 않은 검정의 반복 시행 결과들에 대해 신뢰구간 개념을적용한 최종 통과 기준을 제안하고, 적절한 시뮬레이션을 통하여 본 논문의 분석 결과에 대한 유효성을 확인한다.
Abstract
SP 800-90B of NIST(USA) and AIS.31 of BSI(Germany) are representative statistical tests for TRNGs. In this paper, we concentrate on AIS.31 which is under the ongoing international standardization process. We examine the probabilistic meaning of each statistic of the test in AIS.31 and investigate its probability distribution. By changing significance level and the length of sample bits, we obtain formalized accept region of the test. Furthermore we propose the accept regions for some iterative tests, that are not mentioned in AIS.31, and provide some simulations.
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