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TRNG熵源评估与校准

📚 共计 30 章节
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01
TRNG基础概念
真随机数发生器定义、与伪随机数区别、熵源物理基础（热噪声、抖动、混沌电路）。
物理熵热噪声抖动
02
熵源类型详解
模拟熵源（电阻热噪声、环形振荡器）、数字熵源（亚稳态采样、RO-PUF）、混合熵源。
模拟数字RO-PUF
03
熵源建模与数学基础
香农熵、最小熵、条件熵、马尔可夫链模型在熵源分析中的应用。
香农熵马尔可夫最小熵
04
熵源评估标准
NIST SP 800-90B、AIS 31、FIPS 140-3 对熵源的要求对比。
NISTAIS31FIPS
05
NIST SP 800-90B 评估流程
熵源接口定义、数据集采集、IID假设检验、非IID评估。
IID数据集评估
06
IID假设检验
卡方检验、KS检验、排列检验、游程检验的原理与Python实现。
卡方KSPython
07
非IID熵估计
碰撞估计、马尔可夫估计、多窗口估计、压缩估计方法详解。
碰撞压缩多窗口
08
熵源健康测试
在线测试（重复计数、自适应比例）、离线测试（全量熵估计）。
在线离线健康
09
AIS 31 标准解读
T0/T1/T2/T3/T4 测试套件、物理噪声源分类、PTG.2/PTG.3等级。
T0-T4PTG.2物理噪声
10
FIPS 140-3 熵源要求
安全级别对比、熵源声明、持续测试机制。
安全级别持续测试
11
熵源采集硬件设计
ADC采样电路、环形振荡器设计、FPGA实现抖动熵源。
ADCFPGA振荡器
12
熵源后处理算法
Von Neumann校正、LFSR后处理、哈希函数提取、加密算法提取。
Von NeumannLFSR哈希
13
熵源校准原理
偏置校准、相关性校准、温度补偿、电压补偿。
偏置相关性补偿
14
偏置校准技术
硬件偏置消除、软件偏置消除、自适应偏置校准算法。
硬件软件自适应
15
相关性校准技术
去相关采样、间隔采样、FFT频域分析、自相关函数分析。
FFT自相关去相关
16
温度补偿策略
温度传感器集成、查表补偿、多项式拟合补偿、自适应补偿。
传感器查表多项式
17
电压补偿策略
电源噪声监测、LDO稳压、差分采样、电压-频率补偿。
LDO差分电源噪声
18
熵源老化与退化
老化机制、退化检测、动态重校准、冗余熵源切换。
老化退化冗余
19
熵源评估工具链
Python熵源分析库、MATLAB分析脚本、硬件测试平台搭建。
PythonMATLAB硬件平台
20
Python熵源分析实战
数据采集接口、统计分析函数、可视化报告生成。
采集可视化统计
21
熵源评估报告生成
报告模板、指标汇总、图表生成、合规性声明。
模板图表合规
22
TRNG芯片选型
独立TRNG芯片（如Mouser常见型号）、MCU内置TRNG、FPGA TRNG IP核。
芯片MCUIP核
23
TRNG性能指标
吞吐率、延迟、熵率、功耗、面积、安全性等级。
吞吐率熵率功耗
24
TRNG安全性分析
攻击模型（侧信道、故障注入、后门）、抗攻击设计。
侧信道故障注入后门
25
侧信道攻击与防御
功耗分析、电磁分析、时间分析、掩码技术、双轨逻辑。
功耗电磁掩码
26
故障注入攻击与防御
时钟毛刺、电压毛刺、激光注入、冗余校验、错误检测。
毛刺激光冗余
27
TRNG在密码系统中的应用
密钥生成、随机数填充、nonce生成、DSA签名。
密钥nonceDSA
28
TRNG合规性认证
CC认证、FIPS认证、EMVCo认证、Common Criteria保护轮廓。
CCFIPSEMVCo
29
TRNG测试实验室流程
送测准备、测试向量、测试报告解读、整改建议。
送测向量整改
30
TRNG前沿技术
量子随机数发生器、混沌激光TRNG、MEMS TRNG、生物熵源。
量子混沌激光MEMS