इंटेल रैंडम नंबर जेनरेटर किस बारे में चुप है?

मैं लंबे समय से इंटेल से आरएनजी को किक करना चाहता था, लेकिन मुझे एक मुफ्त मिनट नहीं मिला। मुझे खुद को मजबूर करना पड़ा। किक करने का परिणाम नीचे का पाठ है।
पाठ का प्रारूप प्रतिद्वंद्वी के संबंध में, प्रतिबंध और आलोचना है।
मुझे नहीं लगता कि यह पोस्ट इस आरएनजी के डेवलपर्स के लिए दिलचस्प होगा (वे पहले से ही इसके लिए पुरस्कार प्राप्त कर चुके हैं), लेकिन किसी और के लिए, सामान्य विकास के लिए, यह शायद दिलचस्प होगा।

RNG इंटेल के बारे में चुप क्या है? और वह बहुत सी चीजों के बारे में चुप है, लेकिन पहले आपको शब्दावली निर्धारित करने की आवश्यकता है।
रैंडम नंबर जेनरेटर (RNG) के लिए एक सामान्य नाम है। वे PRNG (स्यूडो रैंडम नंबर जेनरेटर) और TRNG - ट्रू RNG में विभाजित हैं। प्रत्येक स्वाभिमानी कार्यालय जो क्रिप्टो आईपी जारी करता है, अपने शस्त्रागार में ट्रू RNG रखने के लिए अच्छी तरह से बाध्य है।
इससे भी बेहतर, अगर आपका ट्रू RNG कॉम्पैक्ट, तेज़ और सबसे महत्वपूर्ण है - डिजिटल (अच्छी तरह से, एनालॉग मुसीबतों के बिना, जैसे कि आकर्षक जानवरों के Schottky डायोड, शोर प्रतिरोधक आदि), क्योंकि यह "बनाए रखना" मुश्किल है।
एक शब्द में, ट्रू आरएनजी के बिना कोई रास्ता नहीं है, क्योंकि क्रिप्टोग्राफी में वास्तविक एन्ट्रापी भी आवश्यक है।

अगर किसी को True RNG में दिलचस्पी थी, तो आपको उस सामग्री के बारे में पता होना चाहिए जहां पहले Intel RNG का वर्णन किया गया था ।
वे एन्ट्रापी के एक स्रोत के रूप में ऑसिलेटर की एक जोड़ी के साथ संयोजन में "शोर अवरोधक" का उपयोग करते हैं। यह इंटेल से पहला ट्रू आरएनजी है और हाल ही में (आइवी ब्रिज उत्पादों की रिलीज से पहले) केवल एक ही था। सिद्धांत रूप में, पहले इंटेल ट्रू आरएनजी ने सही तरीके से काम किया (हालांकि यह स्मार्ट नहीं था), लेकिन उन्हें पोर्टेबिलिटी (उत्पादन प्रौद्योगिकियों के बीच) (व्यक्तिगत धारणा), विशेष पोषण की आवश्यकता आदि से एलर्जी थी। प्रतिबंध। इसलिए, इसे चिपसेट के पीछे "रखा" गया था, जो विभिन्न कारणों से, प्रोसेसर से एक या दो साल पीछे (उत्पादन तकनीक से) पिछड़ गया।
इंटेल ने इस मर्दवाद को रोकने का फैसला किया और 2008 में दो विकास समूहों को एक नया ट्रू आरएनजी बनाने का काम दिया। डिजिटल होने के लिए, हां जल्दी, और इसलिए कि मैं मूल्यवान ऊर्जा व्यर्थ नहीं खाऊंगा, लेकिन मैंने विभिन्न प्रमाणपत्र पारित किए।

विकास के दौरान, इस विषय पर 2 प्रकाशन हुए, और मुझे बस उन पर विस्तार से ध्यान देना है। दुर्भाग्य से, वे सार्वजनिक डोमेन (केवल IEEE) में नहीं हैं, लेकिन साधक हमेशा मिल जाएगा।
सबसे पहले, "45nm CMOS में एक 4Gbps 0.57pJ / बिट प्रोसेस-वोल्टेज-तापमान भिन्नता सहिष्णु ऑल-डिजिटल ट्रू रैंडम नंबर जेनरेटर"
शीर्षक और सार से सामग्री तक, यह तुरंत स्पष्ट हो गया कि इंटेल को मज़ाक करना पसंद नहीं है, और "सभी को आंसू" भी नाम के बिना पूछे। लेकिन जब मैंने अंत तक पढ़ा, तो मैं बहुत देर तक हंसता रहा। हंसते हुए प्रकाश डाला गया:

• हम सभी ने NIST STS परीक्षण सूट के साथ परीक्षण किया है, और हमारा RNG सभी परीक्षण पास करता है।

वास्तव में, इंटेल शोधकर्ताओं ने 16 परीक्षणों में से केवल 5 का उपयोग किया (पैकेज के नए संस्करण में उनमें से 15 हैं (परीक्षण स्वयं और दस्तावेज यहां खुले हैं ) इसके अलावा, एक परीक्षण का गलत तरीके से उपयोग किया गया था, क्योंकि डिस्क्रीट फूरियर ट्रांसफॉर्म को विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण डेटा की आवश्यकता होती है। प्रस्तावित 500 बिट्स की तुलना में, लेकिन शोधकर्ताओं को माफ किया जा सकता है, क्योंकि लेख में सभी डेटा की तरह प्राप्त 4Gb / s प्रदर्शन, सिर्फ एक सिमुलेशन है।
ठीक है, ठीक है, पहला परीक्षण हमेशा एक अनुकरण है, और आप इन से सहमत हो सकते हैं, लेकिन आप इस तथ्य से सहमत नहीं होंगे

• डेवलपर्स के अनुसार एन्ट्रापी का स्रोत, पूरी तरह से डिजिटल है।

सिद्धांत रूप में, एन्ट्रॉपी के स्रोत का केंद्रीय तत्व एक बस्टेबल सेल है, जो अनिवार्य रूप से डिजिटल है , लेकिन जिस तरह से दायर किया गया था वह पहले से ही सभी-डिजिटल के दायरे से परे है।
यहां एक प्रयुक्त इन्वर्टर (कुल 2) का एक उदाहरण है, जिसमें बिजली और जमीन के लिए 8 विशेष रूप से चयनित नल हैं।

उन्हें चालू / बंद करना, आप पलटनेवाला स्विचिंग स्तर समायोजित कर सकते हैं (एक वास्तविक चिप में, ट्रांजिस्टर सभी अलग-अलग होंगे)। डेवलपर्स का लक्ष्य सरल था - उपयोग किए गए इनवर्टर की एक जोड़ी को स्विच करने के समान स्तर को प्राप्त करने के लिए एक बिस्टेबल तत्व में; वे शायद अपने लक्ष्य तक पहुँच गए (तकनीकी प्रसार के लिए मुआवजा दिया गया), लेकिन इस प्राचीन समाधान (मेरे से पुराने) को कॉल करने के लिए - ऑल-डिजिटल - यह सिर्फ ईश निंदा है, इहो।
"विशेष-डिजिटल इनवर्टर" के अलावा, जो स्पष्ट रूप से डिजाइन के लिए मानक डिजिटल लाइब्रेरी में उपलब्ध नहीं हैं, इंटेल शोधकर्ताओं ने कनेक्टिंग कनेक्शन (विलंब तत्व) के परजीवी समाई के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए एक और ऑल-डिजिटल समाधान जोड़ा है, जो ट्यूनिंग के समान सिद्धांत पर काम करता है / मुआवजा। परिणामस्वरूप, हमें इस तरह के "ऑल-डिजिटल" मिले

जहां CONF0-1 इनवर्टर के स्विचिंग स्तर को समायोजित करने के लिए 8-बिट रजिस्टर है, और CONF2-3 ट्रंक लाइनों (विलंब सेटिंग्स) के आवारा समाई के लिए क्षतिपूर्ति के लिए 4-बिट रजिस्टर हैं। सामान्य तौर पर, CONF0-3 का उपयोग सिस्टम को संतुलित करने के लिए किया जाता है, क्योंकि इसके बिना - कितना भाग्यशाली (चिप से चिप अलग होगा): या तो यह काम नहीं करेगा यदि शोर इनवर्टर स्विचिंग के अंतर से कम है, या यह बहुत बुरी तरह से काम करेगा - शून्य और लोगों का वितरण एक समान नहीं होगा। , हालांकि संभव और काम करने के विकल्प (सभी गॉस के अनुसार)।
अभी भी शिकायत करने के लिए बहुत कुछ है (कैसे उन्होंने तकनीकी बदलाव की नकल की, सांख्यिकीय परीक्षणों को पारित करने के परिणामों का मूल्यांकन किया, "कम-ऊर्जा" समाधान, आदि के बारे में), लेकिन दूसरे प्रकाशन पर जाना बेहतर है।

दूसरा, "2.4GHz 7mW ऑल-डिजिटल PVT- वेरिएशन टॉलरेंट ट्रू रैंडम नंबर जेनरेटर 45nm CMOS में" , सभी मुख्य बिंदुओं के लिए पहले को दोहराता है, यहां तक ​​कि कुछ "विवादास्पद बिंदुओं का मूल्यांकन" जोड़ता है, और केवल प्रदर्शन में भूख को नियंत्रित करता है - 4 Gbit / s से 2.4Gbit / s

• सांख्यिकीय परीक्षणों का एक ही अवर सेट, एन्ट्रापी का स्रोत, आदि।
• स्व-अंशांकन तंत्र को जोड़ा गया है, जिसे अधिक विस्तार से माना जाना चाहिए;

स्व-अंशांकन प्रणाली निम्नानुसार संचालित होती है: सिस्टम उत्पन्न बिट की जांच करता है और, इसके मूल्य के आधार पर, अगली बार एक व्युत्क्रम मूल्य प्राप्त करने के लिए एंट्रोपी के स्रोत का पुनर्निर्माण करता है। उदाहरण के लिए, यदि वर्तमान (उत्पन्न) मान '0' है, तो एन्ट्रापी का स्रोत (इन्वर्टर भागों और कनेक्टिंग लाइनों पर भार के एक नए संयोजन का उपयोग करके) एक उच्च संभावना के साथ '1' उत्पन्न करने के लिए विपरीत दिशा में "nudged" होगा।
हां, उपरोक्त उदाहरण काफी सरल है, क्योंकि, डेवलपर्स के अनुसार, स्व-अंशांकन प्रणाली एक निर्णय करते समय 1, 2 और 4 लगातार बिट्स का मूल्यांकन करती है (विवरण नहीं दिया गया है)। कुल मिलाकर, मैं इस बात से सहमत हो सकता हूं कि यह समाधान उत्पादन में एकरूपता (प्रकार '1' और '0' के मूल्यों का एक समान वितरण) को प्राप्त करने की अनुमति देगा, लेकिन Unpredictability और स्वतंत्रता के बारे में क्या? लेकिन यहां तक ​​कि श्री जेसी वॉकर ने रैंडम नंबर जेनरेटरों के लिए अप्रत्याशितता और स्वतंत्रता जैसे महत्वपूर्ण मापदंडों का उल्लेख किया।
परीक्षणों पर एक और वाजिब सवाल उठता है - कब तक और कितने नमूनों का परीक्षण किया जाता है?
नतीजतन, 5 परीक्षणों (आवृत्ति, ब्लॉक आवृत्ति, रन, संचयी रकम और एफएफटी) के साथ एक तालिका है, हालांकि पैकेज में 15 हैं। यदि पहले लेख में उन्हें एक अनुरूप सिमुलेशन से डेटा प्राप्त हुआ, तो दूसरे में, वे स्पष्ट रूप से घोषणा करते हैं कि आरएनजी लागू है। हार्डवेयर (गढ़े हुए), और इस से यह निम्नानुसार है कि एक अवर जाँच के उचित कारण नहीं होने चाहिए (अर्थ में - इसे उत्पन्न करना मुश्किल है)।
इस विज्ञान की तरह अभियान समाप्त हो गया और लगभग केवल विज्ञापन बने रहे।
आईडीएफ 2011 में, आइवी ब्रिज में आरएनजी को आकस्मिक रूप से घोषित किया गया था, लेकिन इस विषय पर केवल IEEE स्पेक्ट्रम प्रकाशन में अधिक विस्तार से।
इस लेख का अनुवाद लंबे समय तक यहां हैबे पर है , जहां टिप्पणियों में वे पूरी तरह से एन्ट्रोपी के स्रोत से इन्हीं "लगभग यादृच्छिक" डेटा के एईएस का उपयोग करके डबल विरंजन पर चले गए।



एक ही तस्वीर (केवल अधिक विवरण) और आईडीएफ 2012 में।
मैं इस लेख में वाक्यांश को नोट करना चाहूंगा "यह एक समय में दो इनवर्टर 512 बिट्स के ज्यादातर यादृच्छिक उत्पादन को इकट्ठा करके शुरू होता है।" मैं इस समाधान के कार्यान्वयन को स्पष्ट रूप से प्रस्तुत नहीं कर सका। ओह ठीक है।

यह सब क्या था?
किसी भी मामले में, इंटेल डेवलपर्स ने अच्छा प्रदर्शन किया है, इस तरह के "डिजिटल समाधान" को 22nm तकनीक पर जारी करने में सक्षम थे और यह बहुत अच्छा है।

पुनश्च यदि सामग्री की प्रस्तुति कुछ लोगों के लिए उलझन में लग रही थी या सवाल उठे, तो मैं खुशी से स्पष्ट करूंगा या जवाब दूंगा।

पुनश्च 2. संपादन के लिए धन्यवाद