무작위 추출기의 구현에 대한 현재 연구가 있습니까?

무작위 추출기 구성 구현에 대한 연구가 있었습니까?

추출기 증명은 Big-Oh를 사용하여 숨겨진 숨겨진 상수가 많을 수 있으므로 프로그래밍 방식으로 구현하는 것은 비현실적입니다.

몇 가지 맥락 : Monte Carlo 시뮬레이션에 사용하기 위해 임의 추출기 (아마도?)의 빠른 소스로 임의 추출기를 사용하는 데 관심이 있습니다. 우리 (ETHZ Computational Physics 그룹)는 무작위 추출을 원하는 양자 난수 생성기에서 높은 엔트로피 소스를 바이어스했습니다. 이전의 학생은 Trevisan 건축 을 구현하려고 시도했고 공간 복잡성 문제가 발생했습니다. 그 학생을 제외하고는 추출기를 구현하려는 사람들에 대한 언급을 찾지 못했습니다.

참고 : 저는 이론적 CS 및 임의 추출기 영역에 대해 매우 새로운 CS 학부입니다.

추출기 문헌의 대부분은 종자 길이를 최소화하는 것인데, 이는 무작위 화 적용에 중요합니다. 그러나 그것은 당신에게 중요하지 않을 수 있습니다. 또한, 종종 문헌은 비교적 큰 오차 (예를 들어, 1/100)에 중점을 두는데, 이는 무작위 화에는 적합하지만 기하 급수적으로 작은 오차를 요구하는 다른 환경에서는 문제가 될 수 있습니다.

당신의 환경에서, 무작위로 긴 무작위 시드를 생성하고 (예 : 동전 던지기) 그것을 사용하여 추출하는 것이 좋습니다. 이 경우 다소 효율적인 구현이 가능한 페어 단위 독립 해시 함수를 사용할 수 있습니다. 이 문제에 대해 Shaltiel과 Tromer와 함께 논문을 썼습니다 . 거의 독립적 인 해시 함수를 사용할 수도 있습니다.이 함수는 더 효율적이고 더 작은 시드를 가질 수 있습니다. (이에 대한 몇 가지 연구가 있었음에도 불구하고 효율적인 구현에 대한 좋은 참고 자료를 모릅니다.)

독립적 인 여러 소스가있는 경우 더 나은 작업을 수행 할 수 있습니다. 엔트로피 비율이 50 %보다 크면 고전적인하다 마드 추출기가 작동합니다 (위의 조사에서 언급해야 함). 엔트로피가 50 %보다 작 으면 Impagliazzo와 Wigderson으로 간단한 구조를 만들었습니다 . 엔트로피 속도에서 달성 된 소스 수와 오류 사이의 의존성은 이상적이지는 않지만 실제로 이해하려면 오늘날의 최첨단 합계 제품 이론에 의해 주어진 정확한 경계를 살펴볼 필요가 있습니다. (그리고 특정 수의 이론적 추측을 기꺼이 받아들이려면 더욱 효율적인 추출기를 얻을 수 있습니다.)이 구성은 다양한 방식으로 크게 개선되었으며 일부는 응용 프로그램과 관련이있을 수 있습니다.Anup Rao의 논문 .

우선, Wikipedia 에서 관련 주제 를 참조하십시오 . 둘째로, 다음 논문을 살펴볼 수 있습니다.

Ronen Shaltiel 의 추출기의 명시 적 구성에 대한 최근 개발 .

이 논문은 설문 조사 형태로 작성되었으며 "최근 개발"을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다.

마지막으로, 원하는 것이 무작위로 보이는 비트 시퀀스 (암호 적으로 안전하지는 않지만) 일 경우, 높은 엔트로피 소스에 해시 함수 (예 : MD5 또는 SHA-1)를 적용하고 거의 즉각적인 결과 (물리적 실험).

Dodis, Gennaro 등 의 멋진 논문 도 있습니다 . 추출에 사용할 수있는 실용적인 암호화 기본 요소를 고려합니다. 해시 함수는 좋은 추출기로 알려져 있지 않지만 CBC-MAC 모드의 블록 암호는 (일부 미세 인쇄) 가능합니다. 또한 HMAC 구조도 고려합니다. 표준 암호화 라이브러리를 사용할 수 있으므로이 방법이 구현에 호소력이 있습니다.

CBC-MAC의 경우 "미세 인쇄"는 대략 다음과 같습니다.

• 블록 암호가 의사 난수 순열이라고 가정합니다.
• 재사용 할 수있는 완전 무작위 (그러나 반드시 비밀은 아님) 키로 입력해야합니다.
• 출력이 m 비트 인 경우 입력에 최소 엔트로피의 2m 비트가 있어야합니다.
• 블록 길이와 키 길이가 같아야합니다 (따라서 AES를 사용하는 경우 AES-128 만 작동 함)
• 입력 길이는 제한되어 있지만 한계는 높습니다

암호화 의사 난수 생성기 사례의 경우 HKDF를 살펴볼 수도 있습니다 . 에서 종이 그들은 개념과 실질적으로 랜덤 추출기를 논의하고, 좋은 참조를 제공합니다.

Monte Carlo에 대한 임의성을 생성하는 것에 대한 참고로 물론 HAVEGE가 있습니다. 비트 속도와 "확률"이 충분하면 양자 발생기와 함께 뭉칠 필요가 없습니다.