論文の概要: Modelling 1/f Noise in TRNGs via Fractional Brownian Motion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14205v3
• Date: Wed, 28 May 2025 20:37:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-30 15:42:32.606275
• Title: Modelling 1/f Noise in TRNGs via Fractional Brownian Motion
• Title（参考訳）: フラクショナルブラウン運動によるTRNGの1/fノイズのモデル化
• Authors: Maciej Skorski,
• Abstract要約: 乱数生成器のセキュリティは、複雑な1/falpha$位相ノイズのため、完全には理解されていない。 分数的なブラウン運動を包括的理論的枠組みとして導入し、ホワイトからフリック周波数ノイズまでのパワー・ロースペクトル密度を捉える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3053649021965603
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Security of oscillatory true random number generators remains not fully understood due to insufficient understanding of complex $1/f^\alpha$ phase noise. To bridge this gap, we introduce fractional Brownian motion as a comprehensive theoretical framework, capturing power-law spectral densities from white to flicker frequency noise. Our key contributions provide closed-form tractable solutions: (1) a quasi-renewal property showing conditional variance grows with power-law time dependence, enabling tractable leakage analysis; (2) closed-form min-entropy expressions under Gaussian phase posteriors; and (3) asymptotically unbiased Allan variance parameter estimation. This framework bridges physical modelling with cryptographic requirements, providing both theoretical foundations and practical calibration for oscillator-based TRNGs.
• Abstract（参考訳）: 振動性真の乱数生成器のセキュリティは、複雑な1/f^\alpha$相雑音の理解が不十分であるため、完全には理解されていない。 このギャップを埋めるために、分数的なブラウン運動を包括的理論的枠組みとして導入し、ホワイトからフリック周波数ノイズまでのパワー・ロースペクトル密度を捉える。 提案手法の主な寄与は,(1)条件付き分散を示す準更新特性は,ゆるやかな時間依存性によって増大し,トラクタブルリーク解析が可能となること,(2)ガウス位相後部における閉形式ミンエントロピー表現,(3)漸近的に偏りのないアラン分散パラメータ推定である。 このフレームワークは物理モデリングを暗号化要求でブリッジし、振動子ベースのTRNGの理論的基礎と実用的な校正の両方を提供する。

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