Raw QPP-RNG randomness via system jitter across platforms: a NIST SP 800-90B evaluation
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.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,013 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».