[發(fā)明專(zhuān)利]一種隨機(jī)比特生成方法、裝置及電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911076456.5
• 申請(qǐng)日: 2019-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110851112A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文科
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 成都衛(wèi)士通信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F7/58
• 分類(lèi)號(hào): G06F7/58;H04L9/06
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 史翠

本申請(qǐng)公開(kāi)了一種隨機(jī)比特生成方法、裝置及一種電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該方法包括：獲取輸入熵和請(qǐng)求比特長(zhǎng)度；利用第一函數(shù)和第二函數(shù)創(chuàng)建所述輸入熵對(duì)應(yīng)的種子和隨機(jī)數(shù)狀態(tài)；其中，所述第一函數(shù)為基于SM4的導(dǎo)出函數(shù)，所述第二函數(shù)為基于SM4的狀態(tài)更新函數(shù)；根據(jù)所述請(qǐng)求比特長(zhǎng)度和當(dāng)前的隨機(jī)數(shù)狀態(tài)利用所述第一函數(shù)、所述第二函數(shù)和SM4算法生成隨機(jī)比特。本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾S機(jī)比特生成方法，利用軟件實(shí)現(xiàn)隨機(jī)比特的生成，且采用外部提供的熵源，解決了熵源必需集成在內(nèi)部的問(wèn)題。必要時(shí)可以將熵源和本申請(qǐng)?zhí)峁┑碾S機(jī)比特生成方法封裝在一起，即可得到傳統(tǒng)意義上的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，充分考慮軟件和硬件的實(shí)現(xiàn)方式。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及密碼學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種隨機(jī)比特生成方法、裝置及一種電子設(shè)備和一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

二元隨機(jī)序列在密碼應(yīng)用中占有舉足輕重的地位。現(xiàn)在大量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全性需要依賴(lài)于二元隨機(jī)序列，比如各種密碼算法中使用的密鑰、非對(duì)稱(chēng)密碼算法RSA加密以及數(shù)字簽名方案中生成的大素?cái)?shù)、挑戰(zhàn)應(yīng)答身份識(shí)別系統(tǒng)中的挑戰(zhàn)數(shù)等，這些都充分體現(xiàn)了二元隨機(jī)序列的實(shí)際使用價(jià)值。

相關(guān)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的隨機(jī)比特生成方法基于硬件設(shè)計(jì)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，不利于軟件密碼模塊等的使用。另外，在相關(guān)技術(shù)中隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的內(nèi)部必需集成熵源，使得軟件上難以實(shí)現(xiàn)。

因此，如何在軟件上實(shí)現(xiàn)隨機(jī)比特的生成是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的在于提供一種隨機(jī)比特生成方法、裝置及一種電子設(shè)備和一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，在軟件上實(shí)現(xiàn)隨機(jī)比特的生成。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N隨機(jī)比特生成方法，包括：

獲取輸入熵和請(qǐng)求比特長(zhǎng)度；

利用第一函數(shù)和第二函數(shù)創(chuàng)建所述輸入熵對(duì)應(yīng)的種子和隨機(jī)數(shù)狀態(tài)；其中，所述第一函數(shù)為基于SM4的導(dǎo)出函數(shù)，所述第二函數(shù)為基于SM4的狀態(tài)更新函數(shù)；

根據(jù)所述請(qǐng)求比特長(zhǎng)度和當(dāng)前的隨機(jī)數(shù)狀態(tài)利用所述第一函數(shù)、所述第二函數(shù)和SM4算法生成隨機(jī)比特。

其中，所述利用第一函數(shù)和第二函數(shù)創(chuàng)建所述輸入熵對(duì)應(yīng)的種子和隨機(jī)數(shù)狀態(tài)，包括：

確定種子長(zhǎng)度，并根據(jù)所述輸入熵和個(gè)性化信息利用所述第一函數(shù)創(chuàng)建所述種子長(zhǎng)度的種子；

初始化隨機(jī)數(shù)狀態(tài)Key和V中的比特位均為0，并根據(jù)初始化的Key、V和所述種子利用所述第二函數(shù)創(chuàng)建隨機(jī)數(shù)狀態(tài)。

其中，所述根據(jù)所述請(qǐng)求比特長(zhǎng)度和當(dāng)前的隨機(jī)數(shù)狀態(tài)利用所述第一函數(shù)、所述第二函數(shù)和SM4算法生成隨機(jī)比特之前，還包括：

利用所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)重置所述種子和更新所述隨機(jī)數(shù)狀態(tài)。

其中，所述利用所述第一函數(shù)和所述第二函數(shù)重置所述種子和更新所述隨機(jī)數(shù)狀態(tài)，包括：

根據(jù)所述輸入熵和附加信息利用所述第一函數(shù)重置所述種子，得到重置后的種子；

根據(jù)當(dāng)前的Key、V和所述重置后的種子利用所述第二函數(shù)更新所述隨機(jī)數(shù)狀態(tài)。

其中，所述根據(jù)所述請(qǐng)求比特長(zhǎng)度和當(dāng)前的隨機(jī)數(shù)狀態(tài)利用所述第一函數(shù)、所述第二函數(shù)和SM4算法生成隨機(jī)比特之后，還包括：

清除所述隨機(jī)數(shù)狀態(tài)。

其中，所述SM4算法具體為SM4算法的ECB模式。

其中，所述根據(jù)所述請(qǐng)求比特長(zhǎng)度和當(dāng)前的隨機(jī)數(shù)狀態(tài)利用所述第一函數(shù)、所述第二函數(shù)和SM4算法生成隨機(jī)比特，包括：

S1：將目標(biāo)標(biāo)志位、第一計(jì)數(shù)器置0、第二計(jì)數(shù)器置1；