Статистичний аналіз екстрактора QRNG на основі поточного шифру "Grain-128a"

Abstract

У роботі досліджено: архітектурні особливості та криптографічні властивості потокового шифру Grain-128a; природу статистичних дефектів сирих даних квантових генераторів; ефективність фази ініціалізації шифру як механізму дифузії та кондиціонування ентропії. Розроблено програмний комплекс екстрактора та проведено порівняльний аналіз якості бітових послідовностей до та після обробки. Результати роботи можуть бути використані при проєктуванні апаратно програмних комплексів генерації істинно випадкових чисел, розробці захищених вбудованих систем та пристроїв Інтернету речей (IoT), де існують обмеження на обчислювальні ресурси.

The thesis investigates: the architectural features and cryptographic properties of the Grain-128a stream cipher; the nature of statistical defects in raw data from quantum generators; and the efficiency of the cipher's initialization phase as a mechanism for diffusion and entropy conditioning. A software complex for the extractor was developed, and a comparative analysis of the quality of bit sequences before and after processing was conducted. The results can be used in the design of hardware-software complexes for true random number generation, as well as in the development of secure embedded systems and Internet of Things (IoT) devices with limited computational resources.