Khi nào PRNG được sử dụng và khi nào CSPRNG được sử dụng

Tôi hiểu rằng PRNG là Trình tạo số ngẫu nhiên sử dụng thuật toán xác định dựa trên hạt giống.

Tôi cũng hiểu rằng CSRNG là PRNG an toàn về mặt mật mã để sử dụng để tạo số ngẫu nhiên.

Và bằng mật mã-đồng minh an toàn, tôi tin rằng điều này có nghĩa là ngay cả khi kẻ tấn công biết thuật toán xác định và hạt giống, chúng sẽ không thể dự đoán số ngẫu nhiên tiếp theo. Tôi hiểu điều này là do CSRNG cũng sử dụng một số trạng thái nội bộ.

Nếu có bất kỳ lỗi nào ở trên, tôi sẽ đánh giá cao việc làm rõ vì câu hỏi của tôi phụ thuộc vào tính chính xác của chúng.

Vì vậy, câu hỏi chính của tôi là, khi nào bạn cần PRNG? và khi nào bạn phải sử dụng CSPRNG?

Câu trả lời ban đầu của tôi cho điều đó là CSPRNG nên được sử dụng khi tạo khóa, nhưng khi tôi tìm kiếm "prng được sử dụng để làm gì", một trong những trang tôi tìm thấy là cái này trong đó nói rằng:

Trong mật mã học, PRNGâs được sử dụng để xây dựng khóa phiên và mật mã dòng

Điều này khiến tôi hơi bối rối, tại sao PRNG, thứ không mạnh về mặt mật mã lại được sử dụng cho các khóa? Tôi hy vọng CSPRNG sẽ được sử dụng thay thế.

Điều này khiến tôi nhận ra rằng có lẽ tôi chưa hiểu hết về PRNG và CSPRNG cũng như cách chúng được sử dụng. Do đó, câu hỏi này: Trong Mật mã học, khi nào PRNG được sử dụng chính xác và khi nào CSPRNG được sử dụng?

Đầu tiên, một số định nghĩa:

• PRNG là một trình tạo số giả ngẫu nhiên. Nó có thể là một cái rất kém, hoặc một cái có tính chất toán học rất mạnh. Nó không quan trọng đối với định nghĩa này.
• CSPRNG là một PRNG bảo mật bằng mật mã. Nó là một PRNG, với một số yêu cầu mạnh mẽ.

trong bạn liên kết, tác giả đang viết về CSPRNG, nhưng gọi chúng là PRNG. Yếu tố "bảo mật bằng mật mã" được ngụ ý bởi yêu cầu này:

Các chuỗi bit được tạo sẽ "trông ngẫu nhiên" đối với kẻ thù.

Thật vậy, CSPRNG được yêu cầu khi đầu ra của PRNG phải không thể phân biệt được với tính ngẫu nhiên hoàn toàn đồng nhất (điều này có nghĩa là đầu ra không thể đoán trước). Điều này được yêu cầu bởi một số thuật toán mật mã.

Hầu hết CSPRNG do hệ điều hành cung cấp sẽ cập nhật trạng thái bên trong của chúng từ đầu vào ngẫu nhiên, do đó ngay cả khi hạt giống hoặc trạng thái bên trong bị rò rỉ tại một số điểm, nó sẽ tự động sửa thành trạng thái bảo mật. Nhưng đây không phải là yêu cầu đối với CSPRNG. Một số CSPRNG được cung cấp bởi các thư viện mật mã không tự động cập nhật trạng thái của chúng, trong khi những CSPRNG khác thì có.

CSPRNG luôn có thể được sử dụng thay cho PRNG khi không cần có khả năng tạo ra cùng một đầu ra hai lần. Ví dụ: khi tạo cấp độ trò chơi điện tử từ hạt giống hoặc khi lông tơ, điều quan trọng là có thể tái tạo đầu ra. Trong những trường hợp đó, nên sử dụng PRNG hoặc CSPRNG không tự động cập nhật trạng thái bên trong của nó từ các nguồn khác ngoài hạt giống ban đầu của nó. Mật mã luồng cũng có thể được sử dụng, nhưng một PRNG đơn giản có thể nhiều hơn đầy đủ và hơn thế nữa có hiệu quả, tùy theo yêu cầu.

Để trả lời trực tiếp các câu hỏi của bạn: bạn phải sử dụng CSPRNG khi nó được chỉ định bởi thuật toán mật mã (trường hợp này thường xảy ra). Và bạn phải sử dụng PRNG hoặc CSPRNG không tự động cập nhật trạng thái bên trong của nó khi cần sao chép đầu ra của nó. Đối với các trường hợp khác, hầu hết thời gian bạn sử dụng loại RNG nào không quan trọng.

Ngoài ra, nếu bạn bằng cách nào đó cần một đầu ra có thể lặp lại không thể phân biệt được với tính ngẫu nhiên hoàn toàn đồng nhất, thì bạn cần một dòng mật mã, không phải là PRNG.

Nó thực sự khá đơn giản.

P. Trình tạo số ngẫu nhiên tạo ra các số tìm kiếm ngẫu nhiên (xem bên dưới). Đôi khi tất cả những gì được mong đợi là các con số không thể phân biệt bằng tính toán với tìm kiếm ngẫu nhiên (PRNG). Nếu bạn có thể dự đoán số tiếp theo theo thuật toán, điều đó không thành vấn đề. Ví dụ, Monte Carlo thí nghiệm. Các Xoắn Mersenne khá tốt và có lẽ là PRNG được sử dụng nhiều nhất trên thế giới (nó nằm trong Python), nhưng hoàn toàn có thể dự đoán được sau khi quan sát ~624 kết quả đầu ra. Do đó vô dụng để che giấu bí mật.

C. CSPRNG là một PRNG nâng cấp mà bạn không thể dự đoán số tiếp theo. Nó được gọi là kiểm tra bit tiếp theo, tức là bạn không thể dự đoán bit đầu ra tiếp theo bất kể bạn thực hiện quan sát nào (không biết trạng thái ẩn bên trong). Cho nên:-

$$ P(x_{i} = 1) = \frac{1}{2} + \epsilon $$

nơi thiên vị từ evens là (thường) $< 2^{-64}$. Sau đó, nếu bạn đưa ra các giả định về phần đầu tiên của văn bản mật mã, điều đó sẽ không giúp ích gì cho phần tiếp theo và bạn chẳng đi đến đâu cả. Đó là những gì chúng tôi muốn che giấu bí mật. Một ví dụ là salsa20 như một phần của mật mã dòng.

Trong mật mã học, PRNGâs được sử dụng để xây dựng khóa phiên và mật mã dòng

Chỉ là nói năng cẩu thả. Tôi gọi tất cả chúng là RNG trừ khi cần có định nghĩa hẹp hơn.

1. Sắc thái: PRNG có thể tạo số với tất cả các loại kỳ quặc phân phối hữu ích cho khoa học và những thứ đó. Trong mật mã, chúng tôi tạo ra các bản phân phối thống nhất để che dấu các thông điệp của chúng tôi.

2. có một cái nhìn tại https://vi.m.wikipedia.org/wiki/List_of_random_number_generators.

3. Cũng lưu ý sự tồn tại của TRNG, là sự kết hợp của phần trên và phần cứng.