NIST测试与TRNG特征的映射

Question

每个NIST测试通常在随机比特产生。统计测试指南中解释。我想知道是否有人能帮我更好地理解他们。例如，测试结果显示了系统的鲁棒性、独立性、遍历性、平稳性等。

根据NIST网站提供的描述，我认为上述功能可以通过以下测试来理解：

1. 稳健性:累积和检验
2. 独立性:随机二值秩检验
3. 遍历性:Maurer的普遍统计检验或线性复杂性检验
4. 平稳性:累积和检验

我在想这些是不是对的。此外，如果其他NIST测试可以总结。

Answer 1

很难将15个测试中的每个测试映射到特定的定性描述符中。在800-22文件中没有提到像稳健这样的形容词。

在所有测试中，零随机假设(H_0)基本上都需要来自固定式和遍历性过程的样本。否则，测试将与时间不一致，无法准确地模拟样本的变化分布或测试分数预期。否则，这一百万位的测试分数将与那百万位有很大的不同，尽管要注意任何随机过程中隐含的一些变异。

但是，每个测试中对独立性的要求各不相同。800-22节中的第2节详细说明了每项测试的数学假设。NIST并不总是强调每个测试中独立性的重要程度。他们通常不试图争论H_0序列的因果关系，只是它的效果和特性。

其中一些是明确讨论的。离散傅里叶变换(Specral)测试是一个测试的例子，它专门针对数学意义上的独立性。它寻找样本之间的相关性，间隔的n样本分开。Maurer的“通用统计”检验类似，利用了压缩性的相关性。二进制矩阵等级测试也是如此。反之，频率(Monobit)测试不接受，只要1和零均匀地匹配到一半正态分布，它就会接受任何程度的相关性。

对独立性的敏感性很难与其他一些测试相一致。您可能必须分解测试下的统计数据，如串行或累积和(Cusum)测试。

不要将推荐的输入长度与非遍历性相混淆。这些建议只是为了方便一些测试度量的参考发行版，或者限制处理时间。