1.3.2 Статистический набор тестов НИСТ
В 1999 году разработчиками НИСТ(Национальный институт стандартизации и технологий США) в рамках проекта AES(Advanced Encryption Standard) был представлен статистический набор тестов НИСТ (NIST Statistical Test Suite) и предложена методика проведения статистического тестирования шифров и генераторов случайных чисел.
Для принятия решения, достаточно ли случайна последовательность значений, вырабатываемая шифром или генератором псевдослучайных чисел, используется несколько подходов:
? первый и самый простой из них - это принятие положительного решения о случайности выхода шифра в зависимости от заданного порогового уровня случайности. Для этого вычисляют специальную статистическую характеристику от последовательности выхода шифра и сравнивают ее с заранее заготовленными эталонными значениями. При этом считается, что двоичная последовательность A не проходит статистический тест всякий раз, когда статистика теста S принимает значение меньшее, чем пороговый уровень Srange.;
? следующий критерий - принятие решения на основе задания доверительного интервала. В этом случае двоичная последовательность A не проходит статистический тест, если значение статистики теста S находится вне пределов доверительного интервала значений статистики, вычисленного для заданного уровня значимости . Критерий на основе доверительного интервала намного более надежен по сравнению с предыдущим;
? еще один способ определения решения заключается в вычислении для некоторой статистической функции S значения соответствующей ей и последовательности A вероятности Р. В этом случае статистика теста рассматривается как реализация случайной величины, которая подчиняется определенному закону распределения. Обычно статистическую функцию строят таким образом, чтобы всплески ее значений указывали на наличие неслучайных дефектов в представляемой на рассмотрение случайной последовательности чисел. Вероятность P означает вероятность того, что статистика примет значения большие, чем это возможно для случайной последовательности. Обратно, малые значения этой вероятности говорят о прохождении последовательностью A тестов на случайность.
Пакет НИСТ включает в себя 16 статистических тестов, которые разработаны для проверки гипотезы о случайности представляемой двоичной последовательности любой длины. В таблице 1 даны общие характеристики каждого статистического теста НИСТ.