Transcript Download

Slaviša Nikolić
[email protected]
Sažetak
• Dobijanje istinski slučajnih brojeva
– Koristi se hardver zvučne kartice računara
– Na audio ulaz se preko mikrofona dovodi
slučajni analogni signal šuma buke životne
sredine
– A/D konverzijom dobijaju se slučajne vrednosti
digitalnog signala
– Primenjuje se novi metod post-procesiranja
Princip rada
analog
noise
source
external interface
digital
algorithmic
postprocessing
(optional; with or
without memory)
digitised analog signal
(das-random numbers)
buffer
(optional)
internal r.n.
external r.n.
Fizički izvor slučajnosti
• Šum buke životne sredine:
#1 Razgovori velikog broja pešaka u
prometnoj pešačkoj zoni
#2 Saobraćajna buka
#3 Buka u podzemnom pešačkom prolazu
#4 Buka na žurci
#5 Miksovana buka
Šum buke životne sredine
• Miksovana buka ( saobraćajna buka,
konverzaciona buka velikog broja
učesnika i multimedijalni zvuci)
Post-procesiranje (destilacija)
• Novi metod post-procesiranja „MiBiS&XOR”
input
ADC
16
Mixer output
and XOR
• Promena rasporeda ulaznih bita
− susedni ulazni biti udaljeni jedni od drugih
− smanjuje se autokorelacija
− povećava se ukupna entropija niza
Miksovanje bita u koracima
• Proces dobijanja slučajnih bita
korišćenjem dva nezavisna miksera
Mixer 1
and
XOR 1
input
ADC
/16
/N
Counter
On/Off
Switch
Synchronizer
Mixer 2
and
XOR 2
output
Miksovanje bita u koracima
• Postupak raspoređivanja bita u prva
četiri koraka miksovanja
Broj koraka miksovanja
Raspored bita
1st step
x1, x2
2nd step
x1, x3, x2
3rd step
x1, x4, x3, x5, x2
4th step
x1, x6, x4, x8, x3, x9, x5,x7,x2
Miksovanje bita u koracima
• Zavisnost razmaka izmedju bita od broja koraka
18000
Number of steps
Total number of bits
Degree of bit separation
Number of newly inserted bits
16000
14000
Number of bits
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
0
5
10
Number of mixing steps
15
Rezultati testiranja
1
#5
#4
#3
#1
#2
0.9
0.8
P - value
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
Serial
Frequency
Runs
Entropy
Poker
Universal
Rezultati testiranja
• Vrednosti entropija dobijenih primenom
različitih metoda post-procesiranja
1.005
1
0.995
Entropy
0.99
0.985
0.98
Neumann's corrector
MiBiS&XOR
Stream parity
XOR10
0.975
0.97
0.965
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2
Rezultati testiranja
• Uporedna analiza iskorišćenja bita iz
ADC-a
Utilization percentage
< 1%
50%
22%
XOR10
Neumann's corrector
Stream parity
MiBiS&XOR
28%
Zaključak
• 352,8 Kbit/s pri F_odmeravanja 44,1 KHz,
dovoljno za različite aplikacije
• Jednostavnost:
– Izbegavanje specijalizovanog hardvera
• Slabost:
– Početno vreme kašnjenja
• Značaj:
– Pogodno eksperimentalno okruženje
– Maksimalna iskorišćenost bita
Hvala na pažnji
Pitanja ?
1
Value of numbers
0.8
0.6
0.4
0.2
0
80
60
100
80
40
60
40
20
20
0
0