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New Statistical Randomness Tests Based on Length of Runs

机译：基于游程长度的新统计随机性检验

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摘要

Random sequences and random numbers constitute a necessary part of cryptography. Many cryptographic protocols depend on random values. Randomness is measured by statistical tests and hence security evaluation of a cryptographic algorithm deeply depends on statistical randomness tests. In this work we focus on statistical distributions of runs of lengths one, two, and three. Using these distributions we state three new statistical randomness tests. New tests use chi(2) distribution and, therefore, exact values of probabilities are needed. Probabilities associated runs of lengths one, two, and three are stated. Corresponding probabilities are divided into five subintervals of equal probabilities. Accordingly, three new statistical tests are defined and pseudocodes for these new statistical tests are given. New statistical tests are designed to detect the deviations in the number of runs of various lengths from a random sequence. Together with some other statistical tests, we analyse our tests' results on outputs of well-known encryption algorithms and on binary expansions of e, pi, and root 2. Experimental results show the performance and sensitivity of our tests.
机译：随机序列和随机数构成密码术的必要部分。许多加密协议取决于随机值。随机性是通过统计测试来衡量的，因此，加密算法的安全性评估在很大程度上取决于统计随机性测试。在这项工作中，我们专注于长度为1、2和3的行程的统计分布。使用这些分布，我们陈述了三个新的统计随机性检验。新测试使用chi（2）分布，因此需要准确的概率值。陈述了与长度为1、2和3的行程相关联的概率。相应的概率分为等概率的五个子区间。因此，定义了三个新的统计检验，并给出了这些新的统计检验的伪代码。新的统计测试旨在检测随机序列中各种长度的运行次数的偏差。与一些其他统计测试一起，我们使用著名的加密算法的输出以及e，pi和root 2的二进制扩展来分析测试结果。实验结果表明了测试的性能和敏感性。

著录项

  • 来源
    《Mathematical Problems in Engineering》 |2015年第6期|626408.1-626408.14|共14页
  • 作者

    Doganaksoy Ali; Sulak Fatih; Uguz Muhiddin; Seker Okan; Akcengiz Ziya;

  • 作者单位

    Middle E Tech Univ, Inst Appl Math, TR-06800 Ankara, Turkey.;

    Atilim Univ, Dept Math, TR-06836 Ankara, Turkey.;

    Middle E Tech Univ, Inst Appl Math, TR-06800 Ankara, Turkey.;

    Middle E Tech Univ, Inst Appl Math, TR-06800 Ankara, Turkey.;

    Middle E Tech Univ, Inst Appl Math, TR-06800 Ankara, Turkey.;

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