Zufallszahlen. Inhaltsüberblick

Transkript

1 Veranstaltung: Chipkartensysteme 1, SS 2005 Prof. Dr. Martin Leischner Bearbeitet von Christian Linke Inhaltsüberblick generatoren Nicht-Deterministisch Deterministisch Güte von Erzeugung von für Chipkarten Einsatzgebiete / Bedeutung in der Praxis in der BasicCard Quellen

2 generatoren (ZZG) Nicht-Deterministischer ZZG Unterschiedliche Zahlensequenzen bei gleichen Startbedingungen Echte Zufälligkeit - Radioaktiver Zerfall - Rauschen der Atmosphäre Quasi-Zufälligkeit - Systemzeit bei Eintritt einer Benutzeraktion (Mausclick, Tastendruck) - Netzwerkaktivität Vorteil: - Nicht vorhersagbar - Hohe Güte Nachteil: - Hoher Aufwand und Kosten - Oft auf Chipkarten nicht realisierbar generatoren (ZZG) Deterministischer ZZG Bei gleichen Startwerten immer die gleiche Zahlensequenz Alle auf Software basierenden Algorithmen Vorteil: - Leicht zu realisieren - Günstig - Auch auf Chipkarten implementierbar Nachteil: - Keine echte Zufälligkeit - Mit entsprechendem Aufwand vorhersagbar Aufwand muss höher als der Nutzen sein

3 Güte von Möglichst langer Zyklus / Nicht-Periodizität Gleichverteilung innerhalb des gesamten Zahlenspektrums Güte von Unabhängigkeit einer Zufallszahl von den vorangegangenen

4 Erzeugung von für Chipkarten Gewünscht: auf Hardware basierender generator im Microcontroller der Chipkarte Darf von außen nicht beeinflussbar sein Realisierungen basieren auf spannungsgesteuerten Oszillatoren und linear rückgekoppelten Schieberegistern In der Praxis: auf Software basierende Pseudozufallszahlengeneratoren In fast allen Chipkarten ist ein Verschlüsselungsalgorithmus vorhanden Avalanche-Kriterium Verwenden zum Erzeugen von Erzeugung von 17ms für DES bei 3,5 MHz 2*2*3,5ms=14ms EEPROM Löschen und Schreiben

5 Einsatzgebiete / Bedeutung in der Praxis Sicherstellung der Einzigartigkeit einer Session Baugleiche Chipkarten würden gleiche Parameter einer Session besitzen werden benötigt Ohne Initialisierung würden die Generatoren immer gleiche Sequenzen erzeugen unterschiedliche Startwerte je Chipkarte und je Session (Reset) werden benötigt in der BasicCard Integrierte Funktion Rnd erzeugt 4 Byte lange Zufallszahl Terminal: Generator wird basierend auf der Systemzeit vorinitialisiert Einzigartigkeit einer jeden Session Alternativ: randomize seed Compact und Enhanced BasicCard Einzigartige Seriennummer für jede BasicCard als Startwert für den Generator Danach: Aktualisieren und Abspeichern des Startwertes für die nächste Session Professional und Multi-application BasicCard Auf Hardware basierender echter generator

6 Noch Fragen? Quellen Rankl, W.; Effing W.: Handbuch der Chipkarten; 3. Aufl. München 1999 BasicCard Manuel Online Enzyklopädie