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如何生成加密質量的 1/f 雜訊,也就是“粉紅雜訊”?

  • September 17, 2020

誰能建議我如何生成加密質量 1/f 雜訊:又名“粉紅雜訊”,其中 PSD 遵循 1/f。

我很樂意從白雜訊(例如/dev/urandom)中提取粉紅雜訊,但我不想以會損害雜訊質量的方式對其進行過濾。我能找到的所有對 1/f 雜訊的引用都來自音頻/dsp 世界,他們傾向於使用非常粗略的近似值將白雜訊轉換為 1/f 雜訊,這會引入不需要的模式。

按照提出的方式回答這個問題的問題是,需要對適用於 1/f 雜訊的“加密質量”進行定義。您需要談論諸如智能對手需要觀察多少數據點才能您的偽隨機 1/f 雜訊發生器與真正的隨機 1/f 雜訊區分開來。

我懷疑不存在這樣的事情——在密碼學中,人們通常希望將非白雜訊轉換為白雜訊,而不是相反!例如,如果您正在設計流密碼,那麼如果密鑰流字節與其鄰居密切相關,那將是災難性的!

但對我來說,這聽起來不像你的問題基本上是密碼學的,而是統計的,因為只要它通過了某些統計測試(你沒有定義) ,你就會對不安全的解決方案感到滿意:

我能找到的所有對 1/f 雜訊的引用都來自音頻/dsp 世界,他們傾向於使用非常粗略的近似值將白雜訊轉換為 1/f 雜訊,這會引入不需要的模式。

如果不描述您所看到的模式,就很難說什麼。但從以前的經驗來看,我在電腦上模擬 1/f 雜訊時遇到的挑戰是:

  1. 你正在生成樣本,所以有一個奈奎斯特頻率,無論你做什麼,都沒有高於它的能量。
  2. 在頻譜中越往下看,1/f 雜訊的能量就越大。音頻專家的優勢在於人類無法聽到低於 20Hz 的聲音,因此他們提出了具有較低頻率截止的算法。

只要八度音階的數量適合應用程序,我在此頁面中的隨機算法(隨機但未加權的版本)中取得了不錯的成功。但我可以看出,該算法中的高倍頻程始終比它應該的要白一些。

除此之外,我認為我能做的最好的事情是建議您從時間和頻率領域而不是音頻/DSP 來查看出版物。例如,NIST Time and Frequency Division很多免費的出版物,其中一些可能是相關的:

您應該對時間和頻率文獻有更好的運氣,因為它們沒有像音頻人那樣的 20Hz 截止逃生艙口。

引用自:https://crypto.stackexchange.com/questions/34407