计算机科学 > 密码学与安全
[提交于 2025年6月30日
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标题: AI混合TRNG:基于内核的深度学习方法从物理噪声中获取近似均匀的熵源
标题: AI-Hybrid TRNG: Kernel-Based Deep Learning for Near-Uniform Entropy Harvesting from Physical Noise
摘要: AI-Hybrid TRNG 是一种深度学习框架,它直接从物理噪声中提取近似均匀的熵,消除了对大型量子设备或昂贵的实验室级射频接收器的需求。 相反,它依赖于低成本、拇指大小的射频前端以及 CPU 定时抖动进行训练,然后生成无需任何量化步骤的 32 位高熵流。 与确定性或训练的人工智能随机数生成器(RNG)不同,我们的动态内外网络结合了自适应自然源和重新种子,产生真正不可预测且自主的序列。 生成的数字通过 NIST SP 800-22 测试集,效果优于基于 CPU 的方法。 它还通过了十九种专门设计的统计测试,用于位级和整数级分析。 所有结果都符合密码学标准,而正向和反向预测实验显示没有可利用的偏差。 该模型的占用空间低于 0.5 MB,使其可在微控制器单元(MCU)和 FPGA 软核上部署,并适用于其他资源受限的平台。 通过将随机性质量与专用硬件分离,AI-Hybrid TRNG 扩展了高质量随机数生成器在安全系统、密码协议、嵌入式和边缘设备、随机模拟以及需要随机性的服务器应用中的应用范围。
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