KR101646689B1 - 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법 - Google Patents

상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법 Download PDF

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유태일
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Abstract

본 발명은 샘플 공간의 통계적 거리(SD)와 반복 샘플의 상대적 독립성을 이용한 통계적 이론을 바탕으로 연속된 샘플의 최소엔트로피를 실시간으로 모니터링하여 반복 샘플에 대한 엔트로피의 최소값을 통계적으로 추정하는 장치 및 방법을 제공하기 위한 것으로서, 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하는 엔트로피 입력부와, 상기 입력부에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하고 성분-벡터의 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 난수풀 카운터 관리부와, 상기 난수풀 카운터 관리부에서 관리된 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 확률분포 추정부와, 상기 확률분포 추정부에서 추정한 샘플 카운터의 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하고 잡음원의 성분 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00049
,
Figure 112015009948527-pat00050
)와 상대적 독립성으로 반복 샘플의 벡터 엔트로피 하한을 산출하는 상대적 독립성 측정부와, 상기 상대적 독립성 측정부에서 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 누적 엔트로피 출력부를 포함하여 구성되는데 있다.

Description

상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법{Apparatus and method for estimating cumulative entropy using relative independency}
본 발명은 암호화 및 정보보안에 사용되는 난수발생기의 출력에 대한 안전성을 실시간으로 평가하기 위한 난수발생기 출력에 대한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
암호학적으로 안전한 의사난수 생성기(Cryptographically Secure Pseudo Random Number Generator, CSPRNG)는 알려진 암호학적 공격에 견딜 수 있도록 고안된 의사난수 생성기를 지칭하며, 암호 키, 넌스(nonce), 솔트(salt) 등에 사용되는 난수를 제공한다.
암호학적으로 안전한 의사난수 생성기(CSPRNG)가 되기 위한 핵심 요구사항은 'next-bit' 테스트를 통과하는 것이다. 즉, k-bit의 난수열이 주어져 있을 때 50%보다 큰 확률로 (k+1)번째 비트 값을 예측할 수 있는 다항식-시간 알고리즘(Polynomial-time Algorithm)이 존재하지 않는 경우에 'next-bit' 테스트를 통과한다고 정의한다.
Andrew Yao 등 여러 연구에 의하면, 의사난수생성기(Pseudo Random Number Generator, PRNG)는 모든 다항식-시간 통계 테스트를 통과하는 경우에만(if and only if) next-bit 테스트를 통과하는 것이 증명되어 있다.
일반적으로 의사난수에 대한 통계적 테스트를 수행할 때는 다른 테스트에 앞서 프리퀀시 테스트를 가장 먼저 실행할 것을 권고하는데, 이는 주어진 비트열이 랜덤(random)한지 여부를 검사하는 가장 기초적인 증거를 프리퀀시 테스트로부터 얻을 수 있기 때문이다. 이 테스트를 통과하지 못할 경우 다른 테스트에서도 실패할 확률이 매우 높다는 것은 실험적으로 알려져 있다.
이처럼, 암호 알고리즘에서 사용하는 난수는 일반적으로 난수 발생기를 통해서 생성된다. 여기서, 난수는 예측 불가능하고 편향되지 않으며 독립적이어야 하나, 모든 특성을 만족하는 완벽한 암호학적 난수를 생성하기는 어렵다.
현재 널리 사용되는 방법은 기본 단위의 출력에 대한 엔트로피 추정을 바탕으로 N 번 반복되는 출력에 대한 엔트로피는 단위 출력의 엔트로피에 N을 곱한 것으로 간주한다. 하지만, 실제로 반복 샘플에 대한 엔트로피는 샘플의 개수에 비례하지 않고 그보다 작은 값을 가진다는 문제점이 있다.
공개특허공보 제10-2014-0139320호 : 난수 발생기용 잡음원 엔트로피 획득 장치 및 방법 공개특허공보 제10-2014-0089407호 : 암호 엔트로피 평가
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 샘플 공간의 통계적 거리(SD)와 반복 샘플의 상대적 독립성을 이용한 통계적 이론을 바탕으로 연속된 샘플의 최소엔트로피를 실시간으로 모니터링하여 반복 샘플에 대한 엔트로피의 최소값을 통계적으로 추정하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치의 특징은 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하는 엔트로피 입력부와, 상기 입력부에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하고 성분-벡터의 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 난수풀 카운터 관리부와, 상기 난수풀 카운터 관리부에서 관리된 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 확률분포 추정부와, 상기 확률분포 추정부에서 추정한 샘플 카운터의 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하고 잡음원의 성분 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00001
,
Figure 112015009948527-pat00002
)와 상대적 독립성으로 반복 샘플의 벡터 엔트로피 하한을 산출하는 상대적 독립성 측정부와, 상기 상대적 독립성 측정부에서 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 누적 엔트로피 출력부를 포함하여 구성되는데 있다.
바람직하게 상기 상대적 독립성 측정부에서 계산되는 상대적 독립성(
Figure 112015009948527-pat00003
)은 수식
Figure 112015009948527-pat00004
을 통해 계산되며, 상기 수식과 같이, 상대적 독립성(
Figure 112015009948527-pat00005
)은 모든 (X,Y)에서
Figure 112015009948527-pat00006
을 만족하는 최소값(
Figure 112015009948527-pat00007
)인 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 벡터 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00008
)의 하한은 상기 계산된 상대적 독립성(RI)을 수식
Figure 112015009948527-pat00009
에 대입하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 난수풀 카운터 관리부는 입력부에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하는 난수풀 저장부와, 상기 난수풀 저장부에 저장된 잡음원을 통계량 확보를 위해 성분-벡터의 크기를 선택하고 각각 카운터를 관리하는 난수풀 카운터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법의 특징은 (A) 엔트로피 입력부를 통해 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하여 난수풀에 저장하는 단계와, (B) 난수풀 카운터 관리부를 통해 누적 엔트로피를 측정하기 위해 지속적으로 수집한 잡음원을 난수풀에 저장하고 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 단계와, (C) 상기 난수풀에 저장된 잡음원을 출력하고, 출력된 잡음원의 특성에 따라 엔트로피 출력조건을 판정하는 단계와, (D) 상기 판정결과, 엔트로피 출력조건에 만족하면 출력된 잡음원을 이용하여 상대적 독립성(RI)에 대한 통계적 이론을 바탕으로 연속된 샘플의 최소 벡터 엔트로피를 산출하여 누적량의 벡터 엔트로피를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.
바람직하게 상기 (B) 단계는 (B1) 엔트로피 측정을 위한 잡음원의 수집은 난수풀의 저장용량이 남아 있을 때까지 진행되며 수집된 잡음원은 난수풀에 연속하여 저장하는 단계와, (B2) 상기 난수풀의 저장용량이 남아있지 않은 경우는 카운터 리셋을 수행하여 난수풀의 저장용량을 다시 확보한 후, 상기 (B1) 과정을 반복하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (C) 단계에서 엔트로피 출력조건은 "일정시간 경과 후", "일정량의 난수 출력 후", "사용자의 (스위치를 통한) 요구에 따라"를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 상기 (D) 단계는 난수풀 카운터 관리부를 통해 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하고 카운터를 측정하는 단계와, 확률분포 추정부를 통해 상기 측정된 성분-벡터 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 단계와, 상대적 독립성 측정부를 통해 잡음원의 성분 엔트로피
Figure 112015009948527-pat00010
,
Figure 112015009948527-pat00011
값을 호출하고, 상기 추정한 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하는 단계와, 상기 호출된 잡음원의 성분 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00012
,
Figure 112015009948527-pat00013
)와 상기 계산된 상대적 독립성을 이용하여 벡터 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00014
) 하한을 산출하는 단계와, 누적 엔트로피 출력부를 통해 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법은 통계적 이론에 근거하여 난수발생기의 출력이 제공하는 누적된 샘플의 엔트로피를 모니터링 할 수 있다. 따라서 운영환경에 따라 난수발생기의 출력 품질이 변동될 때, 실시간으로 누적 엔트로피를 계산하여 결과에 따라 적절한 후처리 과정을 적용할 수 있다.
따라서 엔트로피 수준을 보다 효과적으로 유지 개선할 수 있어 출력 난수의 안정성을 보장할 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치의 구성을 나타낸 블록도
도 2 는 상기 난수풀 카운트 관리부(120)의 구성을 상세히 나타낸 구성도
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 4 는 도 3의 S270 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 흐름도
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1에서 도시하고 있는 것과 같이, 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하는 엔트로피 입력부(110)와, 상기 입력부(110)에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하고 성분-벡터의 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 난수풀 카운터 관리부(120)와, 상기 난수풀 카운터 관리부(120)에서 관리된 카운터를 이용하여 샘플(잡음원으로부터 엔트로피를 수집 및 측정하는 단위로서, 성분 또는 벡터를 포함)의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 확률분포 추정부(130)와, 상기 확률분포 추정부(130)에서 추정한 샘플 카운터의 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하여 잡음원의 성분 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00015
,
Figure 112015009948527-pat00016
)와 상대적 독립성으로 반복 샘플의 벡터 엔트로피 하한을 산출하는 상대적 독립성 측정부(140)와, 상기 상대적 독립성 측정부(140)에서 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 누적 엔트로피 출력부(150)로 구성된다.
이때, 상기 N 비트는 약 1만 비트를 나타낸다. 그리고 상기 성분은 잡음원의 출력 단위로 엔트로피 측정에 사용하는 기본 단위이며, 상기 벡터는 성분을 반복한 샘플의 엔트로피 측정 단위를 나타낸다. 또한 상기 난수풀은 샘플의 확률분포를 추정하기 위한 잡음원 저장장소이다.
또한 상기 상대적 독립성 측정부(140)에서 계산되는 상대적 독립성(
Figure 112015009948527-pat00017
)은 다음 수학식 1을 통해 계산된다.
Figure 112015009948527-pat00018
즉, 수학식 1에서 나타내고 있는 것과 같이, 상대적 독립성(
Figure 112015009948527-pat00019
)은 모든 (X,Y)에서
Figure 112015009948527-pat00020
을 만족하는 최소값(
Figure 112015009948527-pat00021
)이다.
그리고 상기 벡터 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00022
)의 하한은 수학식 1에서 계산된 상대적 독립성(RI)을 이용하여 다음 수학식 2에 대입하여 계산된다.
Figure 112015009948527-pat00023
한편, 상기 난수풀 카운트 관리부(120)는 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 입력부(110)에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하는 난수풀 저장부(121)와, 상기 난수풀 저장부(121)에 저장된 잡음원을 통계량 확보를 위해 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하여 성분-벡터로 각각 카운터를 관리하는 난수풀 카운터부(122)로 구성된다. 이때 성분을 1비트 선택하면 벡터는 2비트이고, 성분을 2비트로 선택하면 벡터는 4비트가 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치의 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1 또는 도 2와 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3을 참조하여 설명하면, 먼저 엔트로피 입력부(110)에서 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하고, 난수풀에 저장한다(S210). 그리고 엔트로피 측정을 위해 잡음원을 수집한다(S220). 이때, 상기 난수풀은 샘플(잡음원으로부터 엔트로피를 수집 및 측정하는 단위로서, 성분 또는 벡터를 포함)의 확률분포를 추정하기 위한 잡음원 저장장소이다.
상기 엔트로피 측정을 위한 잡음원의 수집은 난수풀의 저장용량이 남아 있을 때까지 진행되며(S230) 수집된 잡음원은 난수풀에 연속하여 저장된다(S240). 그리고 난수풀의 저장용량이 남아있지 않은 경우는 카운터 리셋을 수행하여 난수풀의 저장용량을 다시 확보한 후, 상기 과정을 반복한다.
이어 난수풀에 저장된 잡음원을 출력한다(S250). 그리고 출력된 잡음원의 특성에 따라 엔트로피 출력조건을 판정한다(S260). 상기 엔트로피 출력조건에 따른 예시로는 "일정시간 경과 후", "일정량의 난수 출력 후", "사용자의 (스위치를 통한) 요구에 따라"를 그 예시로 사용될 수 있다.
상기 판정결과(S260), 엔트로피 출력조건에 만족하면 출력된 잡음원을 이용하여 상대적 독립성(RI)에 대한 통계적 이론을 바탕으로 연속된 샘플의 최소 벡터 엔트로피(벡터 엔트로피 하한)를 산출하여 누적량의 벡터 엔트로피를 측정하여 출력한다(S270).
그리고 상기 판정결과(S260), 엔트로피 출력조건에 만족하지 않거나, 일정량의 누적된 벡터 엔트로피를 출력한 경우에는 시스템의 종료를 판정한다(S280). 상기 판정결과(S280), 시스템 종료를 원하지 않으면 누적 엔트로피를 측정하기 위한 잡음원 수집(S220)을 하면서 상기과정을 반복한다.
이때, 도 4 는 상기 S270 단계를 보다 상세히 설명하기 위한 흐름도로서, 도 4에서 나타내고 있는 것과 같이, 먼저 난수풀 카운터 관리부(120)를 통해 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하고 카운터를 측정한다(S271). 이때 성분을 1비트 선택하면 벡터는 2비트이고, 성분을 2비트로 선택하면 벡터는 4비트가 된다.
그리고 확률분포 추정부(130)를 통해 상기 측정된 성분-벡터 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정한다(S272).
이어 상대적 독립성 측정부(140)는 잡음원의 성분 엔트로피
Figure 112015009948527-pat00024
,
Figure 112015009948527-pat00025
값을 호출한다(S273). 이때, 상기 성분 엔트로피 값은 다음과 같은 방법으로 획득된다. 첫째, 이미 사전에 알려져 있거나 계산된 값으로, 둘째, 본 발명을 이전에 구동해서 얻은 엔트로피 값으로 획득된다.
또한 상대적 독립성 측정부(140)는 확률분포 추정부(130)에서 추정한 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산한다(S274). 이때, 상기 상대적 독립성의 계산은 상기 수학식 1을 통해 계산되며, 이에 따른 설명은 위에서 설명하고 있으므로 생략한다.
이어 상대적 독립성 측정부(140)는 호출한 잡음원의 성분 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00026
,
Figure 112015009948527-pat00027
)와 상대적 독립성을 이용하여 벡터 엔트로피(
Figure 112015009948527-pat00028
) 하한을 산출한다(S275). 이때, 상기 벡터 엔트로피 하한은 상기 수학식 2를 통해 계산되며, 이에 따른 설명은 위에서 설명하고 있으므로 생략한다.
이처럼, 샘플 벡터의 엔트로피 하한을 측정함으로써 출력되는 엔트로피의 누적량을 추정할 수 있는 근거를 제시한다. 대체로 성분 (단위출력) 엔트로피 보다는 낮은 값이 얻어진다. 예를 들어, 샘플 엔트로피가 s이고, 샘플 2개의 결합으로 된 벡터의 엔트로피 하한을 t라 하면, t < 2s로 예상되며, 난수발생기의 출력을 누적시킬 때 샘플당 t/2의 엔트로피만을 갖는 것으로 판정한다. 이는 s로 추정한 것보다 보수적인 결론을 도출한다.
그리고 누적 엔트로피 출력부(150)는 이렇게 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력한다(S276).
이에 따라, 반복 샘플에 대한 엔트로피의 최소값을 통계적으로 추정할 수 있어, 이를 바탕으로 연속된 샘플의 최소 엔트로피를 실시간으로 모니터링할 수 있으며, 난수발생기의 출력이 제공하는 누적된 샘플의 엔트로피를 모니터링 할 수 있다. 이는 운영환경에 따라 난수발생기의 출력 품질이 변동될 때, 실시간으로 누적 엔트로피를 계산하여 결과에 따라 적절한 후처리 과정을 적용할 수 있는 장점이 있다.
상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하는 엔트로피 입력부와,
    상기 입력부에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하고 성분-벡터의 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 난수풀 카운터 관리부와,
    상기 난수풀 카운터 관리부에서 관리된 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 확률분포 추정부와,
    상기 확률분포 추정부에서 추정한 샘플 카운터의 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하고 잡음원의 성분 엔트로피(
    Figure 112015009948527-pat00029
    ,
    Figure 112015009948527-pat00030
    )와 상대적 독립성으로 반복 샘플의 벡터 엔트로피 하한을 산출하는 상대적 독립성 측정부와,
    상기 상대적 독립성 측정부에서 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 누적 엔트로피 출력부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플은 잡음원으로부터 엔트로피를 수집 및 측정하는 단위로서, 성분 또는 벡터를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대적 독립성 측정부에서 계산되는 상대적 독립성(
    Figure 112015009948527-pat00031
    )은 수식
    Figure 112015009948527-pat00032
    을 통해 계산되며,
    상기 수식과 같이, 상대적 독립성(
    Figure 112015009948527-pat00033
    )은 모든 (X,Y)에서
    Figure 112015009948527-pat00034
    을 만족하는 최소값(
    Figure 112015009948527-pat00035
    )인 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 벡터 엔트로피(
    Figure 112015009948527-pat00036
    )의 하한은 상기 계산된 상대적 독립성(RI)을 수식
    Figure 112015009948527-pat00037
    에 대입하여 계산되는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 난수풀 카운터 관리부는
    입력부에서 수집된 잡음원을 난수풀에 저장하는 난수풀 저장부와,
    상기 난수풀 저장부에 저장된 잡음원을 통계량 확보를 위해 성분-벡터 크기를 선택하고 성분-벡터로 각각 카운터를 관리하는 난수풀 카운터부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 장치.
  6. (A) 엔트로피 입력부를 통해 초기 공회전으로 잡음원을 사용자에 의해 미리 설정된 N 비트 이상 수집하여 난수풀에 저장하는 단계와,
    (B) 난수풀 카운터 관리부를 통해 누적 엔트로피를 측정하기 위해 지속적으로 수집한 잡음원을 난수풀에 저장하고 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하여 카운터를 관리하는 단계와,
    (C) 상기 난수풀에 저장된 잡음원을 출력하고, 출력된 잡음원의 특성에 따라 엔트로피 출력조건을 판정하는 단계와,
    (D) 상기 판정결과, 엔트로피 출력조건에 만족하면 출력된 잡음원을 이용하여 상대적 독립성(RI)에 대한 통계적 이론을 바탕으로 연속된 샘플의 최소 벡터 엔트로피를 산출하여 누적량의 벡터 엔트로피를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 난수풀은 잡음원으로부터 엔트로피를 수집 및 측정하는 단위로서, 성분 또는 벡터를 포함하는 샘플의 확률분포를 추정하기 위한 잡음원 저장장소인 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 (B) 단계는
    (B1) 엔트로피 측정을 위한 잡음원의 수집은 난수풀의 저장용량이 남아 있을 때까지 진행되며 수집된 잡음원은 난수풀에 연속하여 저장하는 단계와,
    (B2) 상기 난수풀의 저장용량이 남아있지 않은 경우는 카운터 리셋을 수행하여 난수풀의 저장용량을 다시 확보한 후, 상기 (B1) 과정을 반복하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 (C) 단계에서 엔트로피 출력조건은 "일정시간 경과 후", "일정량의 난수 출력 후", "사용자의 (스위치를 통한) 요구에 따라"를 포함하는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 (D) 단계는
    난수풀 카운터 관리부를 통해 샘플의 성분-벡터 크기를 선택하고 카운터를 측정하는 단계와,
    확률분포 추정부를 통해 상기 측정된 성분-벡터 카운터를 이용하여 샘플의 성분 확률분포 X, Y와 벡터 결합 확률분포(X,Y)를 추정하는 단계와,
    상대적 독립성 측정부를 통해 잡음원의 성분 엔트로피
    Figure 112015009948527-pat00038
    ,
    Figure 112015009948527-pat00039
    값을 호출하고, 상기 추정한 확률분포를 이용하여 상대적 독립성(RI)을 계산하는 단계와,
    상기 호출된 잡음원의 성분 엔트로피(
    Figure 112015009948527-pat00040
    ,
    Figure 112015009948527-pat00041
    )와 상기 계산된 상대적 독립성을 이용하여 벡터 엔트로피(
    Figure 112015009948527-pat00042
    ) 하한을 산출하는 단계와,
    누적 엔트로피 출력부를 통해 상기 산출된 샘플 누적량의 벡터 엔트로피를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 상대적 독립성은 수식
    Figure 112015009948527-pat00043
    을 통해 계산되며,
    상기 수식과 같이, 상대적 독립성(
    Figure 112015009948527-pat00044
    )은 모든 (X,Y)에서
    Figure 112015009948527-pat00045
    을 만족하는 최소값(
    Figure 112015009948527-pat00046
    )인 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 벡터 엔트로피(
    Figure 112015009948527-pat00047
    )의 하한은 상기 계산된 상대적 독립성(RI)을 수식
    Figure 112015009948527-pat00048
    에 대입하여 계산되는 것을 특징으로 하는 상대적 독립성을 이용한 누적 엔트로피 평가 방법.
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