熵评估系统及方法与流程

本发明具体涉及一种熵评估系统及方法。

背景技术：

1、随着信息化和计算机技术的发展，人们在享受信息化带来的众多好处的同时，网络安全问题已成为信息时代人类共同面临的挑战。随机数发生器的输出被称为随机数，广泛应用于各个领域，比如对称密码算法和非对称密码算法的密钥产生、挑战应答机制中的挑战值、数字签名方案中的秘密信息、抵抗侧信道分析攻击等。熵是随机数发生器不确定性的源头，所以也称为熵源。熵源是随机数发生器最根本、最核心的部件，想要产生质量优异且稳定的随机数，前提条件就是得有一个性质稳定的熵源。

2、现在多采用物理噪声源作为熵源，自然界物理熵源的微观量子机制或者宏观随机现象产生无法预测的非周期性的随机的数据，例如采用电子技术、光电子技术、量子技术等制作熵源。热噪声放大就是用一个高增益、高带宽的放大器对电路或者电子元器件振幅很小的热噪声进行放大，达到一定的电压水平，使它能与时钟同步比较器的参考电压相比较，从而产生无偏差的序列数据。震荡器采用是利用两个独立工作的高低频振荡器之间的相对关系来实现噪声源，通过d触发器用低频振荡器采样高频正当其的输出产生序列数据。

3、目前估计熵值的方法算法复杂且计算效率低下，因此提出一种熵评估系统及方法以解决这一问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种熵评估系统及方法，该熵评估系统及方法可以很好地解决上述问题。

2、为达到上述要求，本发明采取的技术方案是：提供熵评估系统及方法，该熵评估系统及方法该系统包括如下模块：主控模块，用于执行如下操作：若没有执行预计算，则先执行预计算，然后送入数据值熵评估模块，最后将熵评估模块反馈的熵估计值输出；预计算模块，用于与主控模块相关链接，并执行预计算操作；熵评估模块，用于与主控模块相关链接，并执行熵评估操作。

3、该熵评估系统及方法具有的优点如下：

4、(1)直接对采集的熵数据做处理，无需转为比特数据串。而执行nist sp800-90b提供的multimmc方法则必须先进行比特转换，然后才能进行计算，费时费力还可能增加系统的不稳定性，不利于工控等强调稳定性的应用场景部署实施

5、(2)执行效率高。在cpu为intel(r)core i5-1135g7@2.40ghz，操作系统为win10的平台使用标准c代码进行方案的实现和性能的测试，1百万比特的待检测数据在本发明的执行装置和方法中仅需要0.126毫秒即可计算完毕，而执行nist sp800-90b提供的multimmc方法则需要107.358毫秒。

6、(3)占用内存小，仅需要存储三个表，第一个表256字节，第二和第三个表各为512字节，共计256+512+512＝1280字节，适合绝大部分系统，即使应用于嵌入式系统等也毫无压力。

7、(4)配置丰富，算法参数可自由选择，共8种配置组合可供选择，同时装置与方法简单易实施

技术特征：

1.一种熵评估系统，其特征在于，包括如下模块：

2.根据权利要求1所述的熵评估方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的熵评估方法，其特征在于，进行进行预处理的操作中进行如下三个表的输出：

4.根据权利要求2所述的熵评估方法，其特征在于：进行进行预处理的操作具体包括如下步骤：

5.根据权利要求2所述的熵评估方法，其特征在于，进行熵评估的操作中的输入如下：

6.根据权利要求2所述的熵评估方法，其特征在于，进行熵评估的操作具体包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的熵评估方法，其特征在于，在步骤处理数据更新1比特和2比特的计数器值中对索引值i＝0,1,2,…,n-1，循环执行如下操作：

8.根据权利要求6所述的熵评估方法，其特征在于，步骤计算1比特的分布概率具体包括如下步骤：

9.根据权利要求6所述的熵评估方法，其特征在于,计算2比特的分布概率具体包括如下步骤：

10.根据权利要求6所述的熵评估方法，其特征在于,计算熵值具体包括如下步骤：

技术总结
本发明提供一种熵评估系统及方法，该系统包括如下模块：主控模块，用于执行如下操作：若没有执行预计算，则先执行预计算，然后送入数据值熵评估模块，最后将熵评估模块反馈的熵估计值输出；预计算模块，用于与主控模块相关链接，并执行预计算操作；熵评估模块，用于与主控模块相关链接，并执行熵评估操作。该系统及方法直接对采集的熵数据做处理，无需转为比特数据串。而执行NIST SP800‑90B提供的MultiMMC方法则必须先进行比特转换，然后才能进行计算，费时费力还可能增加系统的不稳定性，不利于工控等强调稳定性的应用场景部署实施。

技术研发人员：王斯梁,陈翼,冯暄,蔡友保
受保护的技术使用者：四川省计算机研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10