Тестирование на «случайность» генераторов псевдо-случайных чисел для стендов полунатурного моде-лирования асинхронных радиоэлектронных систем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Разработаны программные средства моделирования двоичных последовательностей, формируемых генераторами псевдослучайных чисел по ГОСТ Р ИСО 28640 – 2012, для их дальнейшего использования в стендах полунатурного моделирования асинхронных радиоэлектронных систем. С помощью системы статистических тестов NIST проведено исследование статистических свойств сформированных разработанными генераторами псевдослучайных последовательностей и проведена их проверка на случайность посредством сравнения со статистикой идеально случайного ряда. По результатам исследования выбран пороговый уровень прохождения тестов NIST и выработаны инженерные рекомендации по выбору генератора псевдослучайных чисел с наибольшим количеством успешно пройденных тестов. Установлено, что для стендов полунатурного моделирования асинхронных радиоэлектронных систем рекомендуется применение генератора псевдослучайных чисел на основе метода Мерсенна Твистера. Также установлена необходимость совершенствования разработанных генераторов путём подбора входных параметров с целью повышения вероятности прохождения тестов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Руслан Р. Раупов

АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»

Email: bytkevic@mail.ru

инженер (схемотехник) 3 категории

Россия, Казань

Сергей С. Логинов

АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»; Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Email: bytkevic@mail.ru
SPIN-код: 9460-6294

доктор технических наук, доцент, профессор кафедры электронных и квантовых средств передачи информации, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ; ведущий инженер-конструктор (схемотехник) – ведущий научный сотрудник, АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко». Область научных интересов – цифровые системы передачи информации, системы опознавания, динамический хаос.

Россия, Казань; Казань

Игорь Н. Фролов

АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»

Email: bytkevic@mail.ru

кандидат технических наук, директор по научной работе (руководитель Департамента перспективных разработок)

Россия, Казань

Юрий Р. Буткевич

АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко»; Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ

Автор, ответственный за переписку.
Email: bytkevic@mail.ru
SPIN-код: 5204-9499

аспирант кафедры электронных и квантовых средств передачи информации, Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ; инженер (схемотехник) 3 категории, АО «НПО «Радиоэлектроника» им. В.И. Шимко». Область научных интересов – цифровые системы передачи информации, системы опознавания, динамический хаос

Россия, Казань; Казань

Список литературы

  1. Полунатурное моделирование радиотехни-ческих систем / А. Б. Герасимов, А. Н. Кренёв, Е. А. Селянская. Ярославль: Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова, 2014. 128 с.
  2. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003. 1104 с.
  3. Loginov S. S., Zuev M. Y. Testing of genera-tors of pseudo-random signals based on a Lo-renz system, realized over a Galois finite field // 2018Systems of Signal Synchronization, Generating and Processing in Telecommunica-tions (SYNCHROINFO). 2018. Pp. 1-4. doi: 10.1109/SYNCHROINFO.2018.8457039; EDN: JIIYRM
  4. A statistical test suite for random and pseu-dorandom number generators for cryptograph-ic application / A. Rukhin, J. Soto, J. Nech-vatal et al. // NIST Special Publication. 800-22 Revision la. Gaithersburg. ational Institute of Standards and Technology, 2010. 131 p. doi: 10.6028/NIST.SP.800-22R1A
  5. Генераторы псевдослучайных последова-тельностей немаксимальной длины на ре-гистрах сдвига / В.А. Песошин, В.М. Куз-нецов, А.С. Куз нецова и др. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2019. № 1 (49). С. 3-17. doi: 10.21685/2072-3059-2019-1-1; EDN: DNUPEW
  6. Гавришев А. А. К вопросу об использова-нии гиперхаотических сигналов для пере-дачи данных в системах радиосвязи // Научное приборостроение. 2023. Т. 33, № 2. С. 62-74. doi: 10.18358/23122951_2023_33_2_62; EDN: RWJYDI
  7. Перов А.А. Применение статистических те-стов NIST для анализа выходных последо-вательностей блочных шифров // Научный вестник НГТУ. 2019. № 3 (76). С. 87-96. doi: 10.17212/1814-1196-2019-3-87-96; EDN: UXVEEP

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Блок-схема генератора на основе метода М-последовательности: T1, T2, T3…Tk – сдвиговые регистры; c1, c2, c3…ck – коэффициенты, определяемые порождающим полиномом; x0,j, x1,j, x2,j, x3,j… xk,j – символы на входе соответствующих сдвиговых регистров; k – количество сдвиговых регистров

Скачать (131KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Блок-схема генератора на основе метода Мерсенна Твистера

Скачать (245KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Блок-схема разработанной модели

Скачать (202KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Количество тестов, пройденных генераторами

Скачать (106KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Спектральная характеристика последовательности

Скачать (103KB)
Метаданные

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».