Raw QPP-RNG randomness via system jitter across platforms: a NIST SP 800-90B evaluation
Pourquoi ce travail est dans la base
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Notice bibliographique
Résumé
High-quality randomness is fundamental to the security of modern cryptographic systems. We present QPP-RNG, a true random number generator (TRNG) that harvests entropy from diverse system-level jitters-including CPU pipeline timing divergences, DRAM refresh cycle perturbations, cache miss-driven memory access latencies, and other subtle hardware and operating system-induced fluctuations. QPP-RNG's core mechanism measures the elapsed time of randomized array sorting operations-where each Fisher-Yates shuffle is infinitesimally perturbed by these microscopic jitters-and amplifies these timing variations into cryptographically strong randomness through a quantum permutation pad (QPP) architecture, all achievable on commodity hardware. The raw output of QPP-RNG underwent rigorous evaluation for independent and identically distributed (IID) behavior using the NIST SP 800-90B IID test suite, alongside the comprehensive NIST SP 800-22 and ENT statistical test batteries. Across a range of platforms, including Windows, macOS, and Raspberry Pi, QPP-RNG consistently achieved high IID min-entropy between [Formula: see text] and [Formula: see text] bits/byte. It passed all NIST SP 800-90B IID tests with [Formula: see text]-values significantly above the [Formula: see text] threshold, confirming that its generated randomness is statistically indistinguishable from ideal IID sources derived directly from system jitter. Cross-platform analyses spanning x86_64 and ARM64 architectures further demonstrate that the extracted jitter fingerprint-and consequently the generated randomness-exhibits remarkable statistical consistency, irrespective of the underlying hardware or operating system. QPP-RNG's entropy density compares favorably with leading commercial entropy sources. It matches or slightly exceeds the NIST IID-certified min-entropy of ID Quantique's Quantis QRNG (7.8744 bits/byte), and significantly outperforms both Red Hat's CPU Time Jitter RNG (7.4528 bits/byte) and Quside's PCIe One quantum entropy source (6.5136 bits/byte). Even against specialized hardware RNGs like Microchip's ECC608 (4.0568 bits/byte), QPP-RNG demonstrates superior performance using only general-purpose processors. By effectively transforming otherwise discarded system noise into a reliable and high-quality entropy stream, QPP-RNG establishes a novel paradigm for embedded security, providing a robust entropy source on general-purpose devices without specialized hardware. This makes it especially well-suited for resource-constrained Internet of Things (IoT) and edge computing applications where strong entropy sources are paramount.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,010 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle