Шынайы кездейсоқ сан генераторларында пайдалану үшін қоршаған ортадағы термалық флюктуацияларды сипаттау
##doi.readerDisplayName##:
10.26577/RCPh972202612Кілт сөздер:
кездейсоқ бит генерациясы, температура деректері, энтропияны алу, Шеннон энтропиясы, автокорреляция, фон Нейман сүзгісі, NIST SP 800-22Аңдатпа
Кездейсоқ сандарды генерациялау қауіпсіз байланыс, деректерді қорғау және криптография үшін өте маңызды. Дегенмен, кванттық кездейсоқ сандар генераторлары (QRNG) кванттық белгісіздікке сүйенсе де, қоршаған орта деректері шынымен кездейсоқ сандарды генерациялау үшін кездейсоқтықтың практикалық көздері ретінде де қызмет ете алады. Температура, ылғалдылық және жел жылдамдығы сияқты қоршаған орта деректері уақыт өте келе үздіксіз өзгергіштікті көрсетеді; бұл ауытқулар ауа райының күрделі мінез-құлқынан туындайды. Бұл мақалада кездейсоқ биттерді генерациялау үшін Пәкістандағы, Карачидегі және Хайдарабадтағы екі метеорологиялық станцияда жиналған температура деректері пайдаланылады. Тәуліктік температура мәндері орташа мәнге негізделген шекті есептеу әдісін қолдана отырып, екілік тізбектерге түрлендіріледі, содан кейін ауытқу мен корреляцияны азайту үшін фон Нейман экстракторымен кейінгі өңдеу жүргізіледі. Генерацияланған кездейсоқ биттердің сапасы Шеннон энтропиясы, Gzip, Bzip2 және LZMA алгоритмдерін қолдана отырып, шығынсыз сығымдау сынағы, NIST SP 800-22 статистикалық сынақ жиынтығы және автокорреляциялық талдау арқылы бағаланады. Нәтижелер дұрыс өңделген температураға негізделген энтропия кездейсоқтықты тексеру және қауіпсіздік зерттеулеріне қолайлы статистикалық тұрғыдан пайдалы кездейсоқ тізбектерді жасай алатынын көрсетеді.
