SSR-Verifikation

Der SSR-Zufallsgenerator (Schröter, Schneider, Rozek) ist eine, im Rahmen des BMWi-Förderprojektes (AktZ. 03VWP0044), entstandene Eigenentwicklung. Er erzeugt als echter Hardwarezufallsgenerator Zufallsdaten aus dem Gemisch des Rauschens verschiedener Rauschquellen von Widerständen, Dioden, Transistoren, Verstärkern und Analog-Digital-Umsetzer (ADU).

Durch die Kombination der obigen Rauschquellen wird das Rauschsignal aus einer Vielzahl von Rauscharten wie z. B. dem Thermischen Rauschen (Weißes Rauschen), Schrotrauschen, Avalanche Rauschen, 1/f-Rauschen und Quantisierungsrauschen erzeugt. Durch Abtastung des analogen Rauschsignals werden Rausdaten ermittelt. Da diese eine Normalverteilung aufweisen, werden mit Hilfe neuer mathematischer Transformationen gleichverteilte Zufallsdaten und Zufallszahlenfolgen erzeugt.

Zur Beurteilung der Güte der erzeugten Zufallszahlen wurden von verschiedenen Behörden wie z. B. BSI oder NIST empfohlene Zufallszahlentest  herangezogen.

Folgende Verifikationen wurden durchgeführt (beispielhafte Nennung, [1]):

• Runtest
• Long Runtest
• Run-up-Test
• Autokorrelationstest nach AIS20 für reelle Zufallszahlen
• Kolmogorov-Smirnov Test
• 3D Darstellungen der Zufallszahlenfolge
• Erweiterter Monobittest
• Abstandsanalyse/-Häufigkeiten
• Frequenzanalyse
• Entropie Analyse

Die kryptografischen Tests nach NIST, FIPS, AIS20 und 31 zeigten die kryptografische Sicherheit des SSR-Zufallsgenerators. Der Entropie-Test ergab einen Entropiewert > 7,9997.