New Randomness Testing Methods using Approximate Periods

근사 주기를 이용한 새로운 랜덤성 테스트 기법

  • 임지혁 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 이선호 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학) ;
  • 김동규 (한양대학교 전자통신컴퓨터공학)
  • Received : 2009.12.24
  • Accepted : 2010.03.28
  • Published : 2010.06.15

Abstract

In this paper, we propose new randomness testing methods based on approximate periods in order to improve the previous randomness testing method using exact pattern matching. Finding approximate periods of random sequences enables us to search similarly repeated parts, but it has disadvantages since it takes long time. In this paper we propose randomness testing methods whose time complexity is O($n^2$) by reducing the time complexity of computing approximate periods from O($n^3$) to O($n^2$). Moreover, we perform some experiments to compare pseudo random number generated by AES cryptographic algorithms and true random number.

기존의 패턴 매칭을 이용한 랜덤성 테스트를 개선하기 위하여, 근사 주기에 기반한 새로운 랜덤성 테스트를 제안한다. 근사 주기를 활용하면 랜덤수열에서 비슷한 부분이 반복되는 것을 찾아낼 수 있지만, 계산 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 본 논문에서는 근사주기를 계산하는 시간복잡도를 O($n^3$)에서 O($n^2$)으로 줄임으로써, O($n^2$)의 시간복잡도를 가지는 새로운 랜덤성 테스트를 제안한다. 그리고 AES 암호알고리즘을 이용한 의사 랜덤수열(pseudo random number)과 실제 랜덤수열(true random number)에 제안한 테스트를 적용하여 실험하였다.

Keywords

References

  1. FIPS PUB 140-1: Security requirements for cryptographic modules, NIST, 1994.
  2. FIPS PUB 140-2: Security requirements for cryptographic modules, NIST, 2001.
  3. SP 800-22: A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications, NIST, May, 15, 2001.
  4. N. Kim, H.L. Obeyesekara and D.K. Kim, "Comparisons of True Random and Pseudorandom Number Testing," Conference Proceedings of Multimedia, Information Technology and its Applications (MITA 2008), pp.459-462, 2008.
  5. L. Li, R. Jin, P.-L. Kok and H. Wan, "Pseudoperiodic partitions of biological sequences," BIOINFOMATICS, vol.20, no.3, pp.295-306, 2004. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btg404
  6. Testing Program for NIST SP 800-22, StsGui ver. 1.8
  7. True Random Number Service, http://www.random.org