Генератор рівномірно розподілених випадкових послідовностей

Генератор рівномірно розподілених випадкових послідовностей, що містить n джерел ентропії, підключених до перших входів n елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", виходи яких з'єднані з входами регістра зсуву, поділеного на n частин, а останні виходи кожної частини регістра зсуву підключені до других входів наступних елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", вхід першого елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО" з'єднаний з останнім виходом регістра зсуву, вихідний паралельний регістр, виходи якого підключені до шини даних ПЕОМ, тактовий генератор, вихід якого з'єднаний з синхровходами регістра U 2 (19) 1 3 вань. Цей генератор не підтримує "вимогу продовження дії недетермінованого генератора випадкових бітів (НГВБ) способом, не менш захищеним, ніж детермінований генератор випадкових бітів (ДГВБ) у випадку повного збою джерела ентропії". Найбільш близьким по сукупності ознак є генератор рівномірно розподілених випадкових послідовностей [див. патент України №50386 А, МПК6 G06F7/58, G07C15/00, опублікований 15.10.2002, Бюл. №10), що містить n джерел ентропії, які складаються з послідовно з'єднаних генератора шуму, підсилювача-обмежувача та лічильного тригера, виходи джерел ентропії підключені до перших входів n елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", виходи яких з'єднані з входами регістра зсуву, поділеного на n частин, а останні виходи кожної частини регістра зсуву підключені до других входів наступних елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", входи першого елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО" з'єднані з останнім виходом регістра зсуву та проміжним виходом цього регістра, виходи регістра зсуву підключені до входів вихідного паралельного регістру, а його виходи підключені до шини даних ПЕОМ, тактовий генератор, вихід якого з'єднаний з синхровходами регістра зсуву і входом лічильника імпульсів, вихід якого під'єднаний до синхровходу вихідного паралельного регістра та входу тригера "прапора", а його вихід з'єднаний з входом запиту переривання ПЕОМ і через буферний елемент «І» з шиною даних ПЕОМ, та дешифратор адреси, включений входами до шини адреси ПЕОМ, а першим виходом до входу дозволу вихідного регістра і входу скидання тригера "прапора", і другим виходом до буферного елементу "І". Недоліком цього генератора є його недостатня криптостійкість у випадку повного збою джерел ентропії. В основу корисної моделі поставлена задача створення такого генератора рівномірно розподілених випадкових послідовностей, в якому додавання нових схемних елементів і зв'язків дозволило б підвищити криптостійкість за рахунок постійної зміни параметрів рекуренти регістра зсуву в процесі генерування випадкових послідовностей. Такий технічний результат може бути досягнутий, якщо в генераторі рівномірно розподілених випадкових послідовностей, що містить n джерел ентропії, підключених до перших входів n елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", виходи яких з'єднані з входами регістра зсуву, поділеного на n частин, а останні виходи кожної частини регістра зсуву підключені до других входів наступних елементів "ВИКЛЮЧНЕ АБО", вхід першого елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО" з'єднаний з останнім виходом регістра зсуву, вихідний паралельний регістр, виходи якого підключені до шини даних ПЕОМ, тактовий генератор, вихід якого з'єднаний з синхровходами регістра зсуву і входом лічильника імпульсів, а його вихід під'єднаний до синхровходу вихідного паралельного регістра та входу тригера "прапора", вихід якого з'єднаний з входом запиту переривання ПЕОМ і. через буферний елемент "І" з шиною даних ПЕОМ, і дешифратор адреси, включений входами до шини адреси ПЕОМ, а першим виходом 52380 4 до входу дозволу вихідного паралельного регістра і входу скидання тригера "прапора", і другим виходом до буферного елемента "І", згідно корисної моделі, додатково введені другий та третій лічильники імпульсів і мультиплексор, інформаційні входи якого з'єднані з виходами регістра зсуву, а вихід - з входом першого елемента "ВИКЛЮЧНЕ АБО", адресні входи мультиплексора підключені до виходів третього лічильника імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом другого лічильника імпульсів, а його вхід підключено до виходу тактового генератора, а також виходи регістра зсуву підключені до входів вихідного паралельного регістра у довільному порядку. Таким чином, введення в генератор рівномірно розподілених випадкових послідовностей додаткових другого та третього лічильників імпульсів і мультиплексора та додавання нових зв'язків дозволяє постійно змінювати параметри рекуренти регістра зсуву в процесі генерування випадкових послідовностей та довільно змінити порядок виводу випадкових бітів, що підвищує криптостійкість випадкових послідовностей, що генеруються, та значно ускладнює процес криптоаналізу цих послідовностей. На фігурі зображена структурна схема генератора рівномірно розподілених випадкових послідовностей. На фігурі використані наступні міжнародні позначення: ES - джерело ентропії, RG - регістр, MS мультиплексор, G - генератор, СТ - лічильник, Т тригер, DC - дешифратор. Генератор містить n джерел 1-1...1-n ентропії, підключених до перших входів елементів 2-1...2-n "ВИКЛЮЧНЕ АБО", виходи яких з'єднані з входами регістра 3-1...3-n зсуву, поділеного на n частин, а останні виходи кожної частини регістра 3-1...3-n зсуву підключені до других входів наступних елементів 2-2...2-n "ВИКЛЮЧНЕ АБО", другий вхід першого елемента 2-1 "ВИКЛЮЧНЕ АБО" з'єднаний з останнім виходом регістра 3-n зсуву, а третій вхід першого елемента 2-1 "ВИКЛЮЧНЕ АБО" з'єднаний з виходом мультиплексора 4, інформаційні входи якого підключені до проміжних виходів регістра 3-1...3-n зсуву, вихідний паралельний регістр 5, виходи якого підключені до шини даних ПЕОМ, а входи вихідного паралельного регістра 5 підключені у довільному порядку до виходів регістра 3-1...3-n зсуву, тактовий генератор 6, вихід якого з'єднаний з синхровходами регістра 3-1...3-n зсуву і входом першого лічильника 7 імпульсів, вихід якого під'єднаний до синхровходу вихідного паралельного регістра 5 та входу тригера 8 "прапора", а вихід тригера 8 "прапора" з'єднаний з входом запиту переривання ПЕОМ і через буферний елемент 9 "І" з шиною даних ПЕОМ, і дешифратор 10 адреси, включений входами до шини адреси ПЕОМ, а першим виходом до входу дозволу вихідного паралельного регістра 5 і входу скидання тригера 8 "прапора", і другим виходом до буферного елементу 9 "І", другий лічильник 11 імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом тактового генератора 6, а вихід - з входом третього лічильника 12 імпульсів, виходи якого підключені до адресних входів мультиплексора 4. 5 Генератор рівномірно розподілених випадкових послідовностей працює наступним чином. На виходах джерел 1-1...1-n ентропії формуються логічні рівні, які з рівною імовірністю приймають значення нуля або одиниці в випадкові моменти часу. Ці випадкові логічні рівні перемикають на протилежні значення логічні рівні, що подаються з останніх виходів частин регістра 3-1...3-n зсуву до входів наступних частин цього регістру, в випадкові моменти часу за допомогою елементів 2-1...2-n «ВИКЛЮЧНЕ АБО». Тактовий генератор 6 визначає частоту зсуву випадкових бітів в регістрі 3-1...3-n і таким чином визначає швидкість формування випадкових бітових послідовностей, які за рахунок дії джерел 1-1...1-n ентропії стають непередбачуваними, тобто - недетермінованими, непрогнозованими. Перший лічильник 7 імпульсів через задане число періодів тактового генератора 6 формує імпульс для запису коду з регістру зсуву 3-1...3-n у довільному порядку у вихідний паралельний регістр 5 та для установи тригера 8 "прапора" в одиничний стан. Вихідний сигнал тригера 8 "прапора" подається на вхід запиту переривання ПЕОМ. Ви Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 52380 6 конуючи підпрограму обробки переривання, ПЕОМ зчитує випадкове число з вихідного паралельного регістра 5 на шину даних. Для цього на шину адреси ПЕОМ виставляється адреса порту пристрою, що розпізнається дешифратором 10 адреси. Вихідний сигнал дешифратора 10 дозволяє зчитування коду вихідного паралельного регістра 5, а також скидає в нуль тригер 8 "прапора". Стан тригера 8 "прапора" може бути також прочитаний на шині даних ПЕОМ через буферний елемент 9 "І", на вхід якого подається імпульс з другого виходу дешифратора 10 адреси. Для зміни параметрів рекуренти регістра 31...3-n зсуву його логічні рівні з проміжних виходів подаються на інформаційні входи мультиплексора 4, вихід якого підключено до третього входу елемента 2-1 "ВИКЛЮЧНЕ АБО". Адресні входи мультиплексора 4 підключені до виходів третього лічильника 12 імпульсів, вхід якого з'єднаний з виходом другого лічильника 11 імпульсів. Коефіцієнт ділення цього лічильника 11 імпульсів визначає періодичність зміни параметрів рекуренти регістра 3-1...3-n зсуву. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601