JJF 2482-2026 随机数生成器可信度测评方法

中华人民共和国国家计量技术规范JJF2482—2026随机数生成器可信度测评方法EvaluationMethodforConfidenceofRandomNumberGenerators2026‑08‑21发布2027‑02‑21实施国家市场监督管理总局发布JJF2482—2026随机数生成器可信度测评方法EvaluationMethodforConfidenceofRandomNumberGeneratorsaaaaaaa丶aaaaaaa丶aaaaaaaaaaaaaaaaa丶丶aaaaaaaaaaaaaaaaa丶归口单位：全国数字计量技术委员会主要起草单位：中国计量科学研究院参加起草单位：国家体育总局体育彩票管理中心新疆维吾尔自治区计量测试研究院本规范委托全国数字计量技术委员会负责解释JJF2482—2026

本规范主要起草人：崔伟群（中国计量科学研究院）董红芳（国家体育总局体育彩票管理中心）安二玲（国家体育总局体育彩票管理中心）参加起草人：王乐春（国家体育总局体育彩票管理中心）闫静婷（中国计量科学研究院）王亭亭（中国计量科学研究院）李峰（新疆维吾尔自治区计量测试研究院）JJF2482—2026Ⅰ引言 (Ⅱ)1范围 2引用文件 3术语 4概述 5技术要求 5.1样本空间 5.2生成机制 5.3样本 6测评条件 7测评 7.1测评项目 7.2测评方法 7.3样本空间测评 7.4生成机制测评 7.5样本测评 8随机数生成器可信度分级、测评结果与表述 8.1随机数生成器可信度分级 8.2随机数生成器可信度测评结果与表述 附录A随机数生成器可信度测评记录格式 附录B随机数生成器可信度测评报告格式 JJF2482—2026ⅡJJF1001—2011《通用计量术语及定义》为支撑本规范制定工作的基础性规范。本规范主要参考JJF1182—2021《计量器具软件测评指南》、JJF1365—2012《数字指示秤软件可信度测评方法》的技术要求编制而成。本规范为首次发布。JJF2482—20261随机数生成器可信度测评方法本规范适用于涉及权益公平的随机数生成器可信度的测评，相关领域亦可参考使用。2引用文件本规范引用了下列文件：JJF1001—2011通用计量术语及定义JJF1182—2021计量器具软件测评指南JJF1365—2012数字指示秤软件可信度测评方法GB/T3358.1—2009统计学词汇及符号第1部分：一般统计术语与用于概率的术语凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。3术语3.1随机数生成器randomnumbergenerators能够根据条件生成随机数的装置或软件。注：1条件包括但不限于：样本空间、样本点、样本数量和一定的条件概率。2装置包括但不限于：存在随机现象的物理装置，例如白噪声装置或者量子随机数装置等。3.2样本空间samplespaceΩ在某一随机试验中所有可能结果的集合。注：1结果可以由一个实际的实验或一个完全假设的实验得到，这些结果可以明确列出，例如可能是由正整数（1，2，3，…)组成的可列集，也可能是整个实数轴。2样本空间是概率空间的第一要素。［来源：GB/T3358.1—2009，2.1，有修改］3.3样本点samplepoint样本空间的元素，即随机试验的每个可能结果。3.4样本sample由一个或者多个抽样单元组成的总体的子集。JJF2482—20262注：1根据所研究总体的情况，样本中的每个单元可能是真实或抽象的个体，也可能是具体的数值。2在GB/T3358.2关于样本的定义中，包括一个抽样框的示例。抽样框在从有限总体中抽取随机样本时是必需的。［来源：GB/T3358.1—2009，1.3］3.5非预期性unpredictability在给定条件的样本空间中，根据已知历史样本，随机数生成器不具有相对准确预测后序随机数字的特性。3.6均匀性uniformity在给定条件的样本空间中，样本点的概率是相等的。3.7可测性scalability在随机数生成器生成的任一随机数样本中，其统计规律应具有可被验证的特性。3.8随机数生成器可信度confidenceofrandomnumbergenerators随机数生成器生成的随机数的统计规律与其应有的非预期性、均匀性和可测性的一致程度。3.9数字样本空间digitalsamplespace由计算机模拟实现的某一随机试验中所有可能结果的集合，例如只包含0和1数字的样本空间Ω={0，1}；在区间［0，1］上记录点的坐标的样本空间Ω={工|0≤工≤1}=3.10实体样本空间entitysamplespace非数字样本空间的样本空间统称，例如掷一颗质地均匀的正六面体骰子，由6个面构成的样本空间Ω={1，2，3，4，5，6}；从01、02、03共3个质地相同的号码球中4概述随机数生成器一般至少包含一个数字或实体样本空间，至少包含一种按统计规律的随机数生成机制，以及必要的样本显示媒介，如图1所示。随机数生成机制可以采用实体或软件方式实现。例如用某一实体摇奖机摇奖，从编号为01、02、03的共3个质地相同的号码球中随机摇出不重复的2个球，其样本空间为：JJF2482—20263其随机数生成机制按统计规律由摇奖机实现，显示媒介为被摇出的带编号的球；用某一计算机软件抽奖，从01，02，033个数字中随机抽取不重复的2个数，其样本空间为：ï3,ï3,3,3,其随机数生成机制按统计规律由软件实现，显示媒介为显示器。A={01,02}A={01,03}，A={02,03}12………………n图1随机数生成器示意图5技术要求5.1样本空间5.1.1数字样本空间的要求数字样本空间应明示。5.1.2实体样本空间的要求a）实体样本空间的样本点如果不可分割，则该样本空间中每个样本点应具有一致的物理化学性质，包括但不限于空间、时间、机械结构、形状、质量、温度、光、电磁、化学稳定性等；其物理化学特性以及样本点与样本点的结合方式应具有不影响随机数生成机制按统计规律进行工作的特性。b）实体样本空间的样本点如果可分割，则该样本空间中每个样本点应具有相同的物理化学性质，包括但不限于空间、时间、机械结构、形状、质量、温度、光、电磁、化学稳定性等；其物理化学特性以及样本点与样本点在空间上的接触和力学上的相互作用应具有不影响随机数生成机制按统计规律进行工作的特性。JJF2482—20264c）不同的实体样本空间如果独立，则应不具有相关性；如果关联，则应明示。5.1.3多个数字或实体样本空间组成的随机数样本空间的要求a）其中的数字样本空间应满足5.1.1的要求；b）其中的实体样本空间应满足5.1.2的要求；c）不同数字或实体样本空间如果独立，则不具有相关性；d）不同数字或实体样本空间如果关联，则应明示。5.2生成机制5.2.1统计规律的要求统计规律应明示，且统计规律所应用的样本空间应符合5.1的要求。5.2.2生成机制的要求a）基于物体、物质的特性、现象、物理定律和事件等实现的随机数生成机制，其统计规律应符合5.2.1的要求；b）基于软件实现的随机数生成机制，其统计规律应符合5.2.1的要求；c）由物体、物质的特性、现象、物理定律、事件等与软件联合实现的随机数生成机制，其统计规律应符合5.2.1的要求；d）在随机数生成器的使用期间，应不受物理或化学的影响；e）在随机数生成器的使用期间，与软件相关的随机数生成机制，应不受软件算法、功能、参数、接口等因素的影响。5.3样本5.3.1样本数字特征的要求样本数字特征应明示，且统计规律的要求应符合5.2.1的要求。5.3.2样本媒介的要求a）在权益多方约定的条件下，样本媒介具有不被利益相关方获得确定样本点的保护措施，包括但不限于通过物理的、化学的和数学的方式获得样本媒介中的确定样本点；b）在权益多方约定的条件下，样本媒介应该具有及时准确可靠合法地显示样本及样本中所含样本点的特性；c）在权益兑现时，样本媒介应能唯一可靠合法地被利益攸关方确认。6测评条件被测方需提供以下资料：a）随机数生成器说明资料、原理资料；b）随机数生成器；c）其他支撑文件，如用户手册等。JJF2482—202657测评7.1测评项目测评项目以及相应的计量要求条款和测评方法条款见表1。表1随机数生成器可信度测评项目表序号测评项目计量要求条款测评方法条款1样本空间样本空间文档数字样本空间.2实体样本空间.3多个数字或实体样本空间组成的随机数样本空间.42生成机制生成机制文档统计规律.2生成机制.33样本样本文档样本数字特征.2样本媒介.37.2测评方法随机数生成器可信度测评方法包括人员确认、仪器测量和样本检验3大类。7.2.1人员确认人员确认包括资料走读和目视确认两种。7.2.2仪器测量采用具有有效检定、校准或检测证书的仪器进行测量。7.2.3样本检验包括比例检验、块中比例检验、游程总数检验、游程分布检验、块内最长游程检验、样本点矩阵检验、离散傅里叶变换检验、无重叠模板匹配检验、重叠模板匹配检验、通用统计检验、线性复杂度检验、近似熵检验、累积和检验、多元推导检验和自相关检验共15种检验法。注：上述检验方法参见NISTSP800⁃22Rev.1aAStatisticalTestSuiteforRandomandPseudo⁃randomNumberGeneratorsforCryptographicApplications。7.3样本空间测评7.3.1样本空间文档测评采用人员确认的方法，判断文档中样本空间的描述与5.1的符合性和一致性的要求。如果满足符合性和一致性，则样本空间文档测评得1分，否则得0分。7.3.2数字样本空间测评采用人员确认的方法，确认是否满足5.1.1的要求。如果满足，则得分为1，否则JJF2482—202667.3.3实体样本空间测评7.3.3.1对样本空间不同样本点的物理化学特性，采用仪器测量的方法，获得不同样本点的物理化学特性的量值和不确定度，判断样本点与文档中样本空间描述的符合性和一致性的要求。如果满足符合性和一致性的要求，则样本空间测评得分为1，否则7.3.3.2如果样本点不可分割，采用人员确认、仪器测量或二者结合的方法，判断样本点与样本点结合方式是否具有不影响随机数生成机制按统计规律进行工作的特性；如果样本点可分割，采用仪器测量方法，判断样本点在空间上的接触和力学上相互作用是否具有不影响随机数生成机制按统计规律进行工作的特性。如果具有，则得分为1，否则得分为0。7.3.3.3在样本空间中有多个实体样本空间的前提下，如果不同的实体样本空间独立，则采用人员确认、仪器测量或二者结合的方法判断不同实体样本空间的相关性，若不相关，则得分为1，否则得分为0；如果不同的实体样本空间不独立，则采用人员确认、仪器测量或二者结合的方法判断不同实体样本空间的关联与文档中描述的符合性和一致性的要求，如果满足符合性和一致性的要求，则得分为1，否则得分为0。7.3.4多个数字或实体样本空间组成的随机数样本空间测评7.3.4.1适用时，依据7.3.2开展测评，确认是否满足5.1.3中a）的要求。7.3.4.2适用时，依据7.3.3开展测评，确认是否满足5.1.3中b）的要求。7.3.4.3适用时，采用人员确认、仪器测量、样本检验或三者结合的方法，判断是否满足5.1.3中c）的要求，如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.3.4.4适用时，采用人员确认、仪器测量、样本检验或三者结合的方法，判断是否满足5.1.3中d）的要求，如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.3.5样本空间测评得分当所有适用的测评项均得1分时，样本空间测评得分才为1，否则得分为0。7.4生成机制测评7.4.1生成机制文档测评采用人员确认的方法，判断文档中生成机制的描述与5.2的符合性和一致性的要求。如果满足符合性和一致性，则生成机制文档测评得1分，否则得0分。7.4.2统计规律测评采用人员确认的方法，确认是否满足5.2.1的要求。如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.4.3生成机制测评7.4.3.1如适用，采用人员确认和仪器测量的方法，判断是否满足5.2.2中a）的要求。如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.4.3.2如适用，采用人员确认的方法，判断是否满足5.2.2中b）的要求。如果满JJF2482—20267足，则得分为1，否则得分为0。7.4.3.3如适用，采用人员确认和仪器测量的方法，判断是否满足5.2.2中c）的要求。如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.4.3.4如适用，采用人员确认和仪器测量的方法，判断是否满足5.2.2中d）的要求。如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.4.3.5如适用，采用人员确认的方法，参考JJF1365和JJF1182中的条款，判断是否满足5.2.2中e）的要求。如果满足，则得分为1，否则得分为0。7.4.4生成机制测评得分当所有适用的测评项均得1分时，生成机制测评得分才为1，否则得分为0。7.5样本测评7.5.1样本文档测评采用人员确认的方法，判断文档中样本的描述与5.3的符合性和一致性的要求。如果满足符合性和一致性的要求，则生成机制文档测评得1分，否则得0分。7.5.2样本检验测评计算式中：Spmt——样本检验测评得分；Sp_mi=0；a——系数。当Sp_mi≠0时，a=1；否则，a=3/98。7.5.3样本媒介测评采用人员确认和仪器测量的方法，判断是否满足5.3.2的要求。如果满足或不适用，则得分为1，否则得分为0。7.5.4样本测评得分SPMT=Spd×Spmt×Spp（2）式中：SPMT——样本测评得分；Spd——样本文档测评得分；Spmt——样本检验的测评得分；Spp——样本媒介测评得分。JJF2482—202688随机数生成器可信度分级、测评结果与表述8.1随机数生成器可信度分级随机数生成器可信度分级见表2。表2随机数生成器可信度分级表级别含义测评得分范围/%A高可信B中可信C低可信D不可信8.2随机数生成器可信度测评结果与表述按公式（3）计算出随机数生成器可信度测评总分：ST=SPD×SPP×SPMT×100%（3）式中：ST——随机数生成器可信度测评总分；SPD——样本空间测评得分；SPP——生成机制测评得分；SPMT——样本测评得分。按表2中可信度测评得分范围，给出相应随机数生成器的可信度级别。测评项目的记录格式参见附录A，测评项目的报告格式参见附录B。JJF2482—20269附录A随机数生成器可信度测评记录格式随机数生成器可信度测评的记录是基于本规范中对随机数生成器的基本要求和解释。本记录描述被测随机数生成器和本规范要求的一致性，见表A.1~表A.4。表A.1测评基本信息及资料审查格式申请编号随机数生成器名称版本号申请单位名称申请单位地址联系人电话传真依据的技术文件（代号和名称）测评的目的和方法参考环境条件及地点温度地点相对湿度静压开发环境操作系统测评结论测评审核提交资料清单依据资料名称是否提交备注6随机性说明资料、原理资料6随机数生成器6其他支撑文件，如用户手册等表A.2样本空间测评记录