РОЗДІЛ 3. ОСНОВНІ ГРАФІЧНІ МЕТОДИ ТА ПРОВЕДЕННЯ СТАТИСТИЧНИЗ ТЕСТІВ NIST STS ДЛЯ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ПСЕВДОВИПАДКОВОЇ ПОСЛІДОВНОСТІ
Гістограма розподілення елементів послідовності
Гістограма розподілення дозволяє визначити рівномірність розподілення всіх елементів в послідовності заданого діапазону символів, а також з його допомогою можна визначити частоту появи кожного елементу в послідовності.
Малюнок 3.1.1 Розкидання елементів на гістограммі має бути мінімальною та прагнути до нуля.
Малюнок 3.1.2 Задана послідовність відмінна від рівномірної, або навіть деякі елементи зовсім відсутні
Розподілення на площині
Тест на Розподіл на площині призначений для виявлення залежності між елементами заданої ПВП. На полі розміром 2
х 2 (де m-це розрядність чисел досліджуваної послідовності) наносяться точки з координатами (e
; e
), де e -елементи досліджуваної послідовності е, і=1, (n-1), n-довжина послідовності.
Малюнок 3.2.1 якщо між елементами послідовності відсутня залежність, то точки на полі будуть розташовані хаотично.
Малюнок 3.2.2 якщо на полі присутні залежності, тобто можна побачити певні геометричні лінії або фігури то послідовність не вважається випадковою.
Малюнок 3.2.3 якщо послідовність великої довжини(100 тисяч та більше) то гарним результатом вважається абсолютно заповнене поле.
Розподіл на площині дозволяє виявити статистичну залежність, яка не може бути виявлене іншими тестами. Наприклад, за допомогою даного тесту знайдені закономірності в послідовностях ряду конгурентних генераторів, що успішно проходили оціночні тести.
Розподіл на площині допомагає оцінити число раундів, необхідних для повного розсіювання і перемішування інформації, а також оцінити вплив кожної раундової операції на ці процеси.
Перевірка серій
Перевірка серій дозволяє оцінити рівномірність розподілення символів у досліджуваній області на основі аналізу частоти появи нулів, одиниць та серій, що складаються з k біт двійкового коду.
Спочатку підраховується:
– скільки разів зустрічаються нулі та скільки одиниці;
– серії-двійки (00,01,10,11);
– серії-трійки (000,001,010,011,100,101,110,111).
– ми можемо і далі рахувати, але зазвичай достатньо і до серії-трійок.
Малюнок 3.3.1 Перевірка серій хорошого генератора
Малюнок 3.3.2 Перевірка серій поганого генератора
3.4 Статистичні тести NIST STS
Висновки
Тестування ГВЧ та ГПВЧ мають важливу роль у сфері оцінки якості для різних завдань та задач. Різниця графічних і статистичних тестів залежить від довжини послідовності, графічні тести є більш наглядними та зрозумілими, а статистичні тести мають більшу точність, статистичні тести зазвичай використовують в дуже великих послідовностях, де графічні тести можуть і зовсім не надати результат, тому зручніше працювати з графічними тестами в малих послідовностях, та статистичними в великих та дуже великих послідовностях.
РОЗДІЛ 4. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДЛЯ ОЦІНКИ ЯКОСТІ ФУНКЦІОНУВАНЯ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ
Для розробки програмного забезпечення використано мову програмування C# та середовище розробки Microsoft Visual Studio 2019.
1 2 3 4 5 6