Bài viết này trình bày một nghiên cứu thiết kế bộ sinh số dựa trên hiện tượng jitter thời gian của CPU sử dụng trên hệ điều hành Linux và Windows. Số ngẫu nhiên sinh ra được đánh giá và vượt qua hầu hết các phép test thống kê của NIST. | Nghiên cứu xây dựng bộ sinh số ngẫu nhiên tích hợp với nhiều hệ điều hành Công nghệ thông tin & Cơ sở toán học cho tin học NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BỘ SINH SỐ NGẪU NHIÊN TÍCH HỢP VỚI NHIỀU HỆ ĐIỀU HÀNH Nguyễn Thị Tuyết Trinh*, Nguyễn Hồng Quang, Đinh Tiến Thành Tóm tắt: Hầu hết các bộ tạo số ngẫu nhiên thực phi vật lý có được nguồn entropy dựa vào sự bất ổn trong thời gian hoạt động của các sự kiện phần cứng, do đó, không đủ đáp ứng những nhu cầu luôn tăng của số ngẫu nhiên có chất lượng cao. Vì thế, cần tìm thêm các nguồn entropy phi vật lý khác thay thế. Bài báo này trình bày một nghiên cứu thiết kế bộ sinh số dựa trên hiện tượng jitter thời gian của CPU sử dụng trên hệ điều hành Linux và Windows. Số ngẫu nhiên sinh ra được đánh giá và vượt qua hầu hết các phép test thống kê của NIST. Tốc độ sinh bit cao, không cần thiết kế phần cứng chuyên dụng, phù hợp với nhiều hệ điều hành là những ưu điểm nổi trội so với các bộ sinh số khác. Từ khóa: Số ngẫu nhiên, Jitter thời gian của CPU, TRNG, Mật mã, Đánh giá thống kê. 1. MỞ ĐẦU Số ngẫu nhiên đóng vai trò hết sức quan trọng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau mà đặc biệt là trong mật mã. Sự an toàn của hệ thống mật mã phụ thuộc rất nhiều vào tính ngẫu nhiên. Các bộ sinh số ngẫu nhiên có nguồn entropy phi vật lý không đòi hỏi phần cứng chuyên dụng mà khai thác các sự kiện hệ thống (thời gian của máy tính, số liệu trong RAM,.) và/hoặc sự tương tác người – máy (gõ phím, di chuyển chuột), thiết kế tương đối đơn giản, dễ thực hiện bằng phần mềm máy tính và giá thành hợp lý. Hiện nay, mỗi hệ điều hành đều có thể cung cấp nguồn entropy cho bộ sinh số ngẫu nhiên thực phi vật lý. Bộ sinh số ngẫu nhiên Linux (/dev/random) dựa trên bốn nguồn entropy khác nhau là thời gian giữa các lần gõ bàn phím và di chuột, thời gian truy cập bộ nhớ và các gián đoạn cụ thể ([2], [8]). Đầu ra được chuyển vào bộ trữ entropy có độ lớn 512 byte. Tuy nhiên, chất lượng của số ngẫu nhiên không cao,
