2. Оценочная скорость алгоритма в виде числа тактов работы процессора

В современных процессорах скорость протекания процессов взаимодействия внутренних функциональных устройств определяется не естественными задержками в этих устройствах, а задается единой системой синхросигналов, вырабатываемых некоторым генератором тактовых импульсов, как правило, работающим с постоянной скоростью. Дискретные временные события называются тактами синхронизации (clock ticks), просто тактами (ticks), периодами синхронизации (clock periods), циклами (cycles) или циклами синхронизации (clock cycles).Разработчики компьютеров обычно говорят о периоде синхронизации, который определяется либо своей длительностью, либо частотой. Длительность периода синхронизации есть величина, обратная к частоте синхронизации.

Таким образом, время ЦП для алгоритма может быть выражено двумя способами: количеством тактов синхронизации для данной программы, умноженным на длительность такта синхронизации, либо количеством тактов синхронизации для данного алгоритма, деленным на частоту синхронизации.

Важной сравнительной характеристикой, часто публикуемой в отчетах, является среднее количество тактов синхронизации.

Таким образом, производительность алгоритмов будем сравнивать по количеству тактов синхронизации.

Таблица 3.3 Оценочная скорость (сложность) алгоритмов в виде числа тактов работы процессора.

Алгоритм	Количество тактов на шифрование/дешифрование одного блока данных (1 раунд)
ГОСТ 28147-89	432/432
Алгоритм маскирования ( операция XOR)	738/738
Алгоритм маскирования ( операция Mult)	791/791

3. Скорость выполнения зашифрования/расшифрования блока данных

Рис. 3.4 Скорость шифрования данных различными алгоритмами на процессоре Celeron 1200Mh

Так как время, затрачиваемое процессором на выполнение операции Xor, меньше времени, затрачиваемого на выполнение операции умножение, алгоритм маскирования (операция Xor) производительнее алгоритма маскирования (операция умножение).

5. Пакет тестов Национального института стандартов и технологий (nist)

Пакет тестов NIST содержит 16 статистических тестов:

1. Частотный тест,

2. Частотный тест внутри блока,

3. Тест «дырок»,

4. Тест на самую длинную серию единиц в блоке,

5. Тест ранга двоичных матриц,

6. Тест с ДПФ (Спектральный)тест,

7. Тест соответствия образцу без пересечения,

8. Тест соответствия образцу с пересечением,

9. «Универсальный статистический» тест Маурэра,

10. Сжатие при помощи алгоритма Лемпела-Зива,

11. Тест линейной сложности,

12. Тест серий,

13. Тест приближения к беспорядочности,

14. Тест кумулятивных сумм,

15. Тест случайных экскурсий (отклонений),

16. Тест варианта случайных экскурсий (отклонений).

Из пакета тестов были выбраны и реализованы 7 тестов, представляющих для нас больший интерес. Это частотныё тест, тест на самый длинный пробег единиц в блоке, тест ранга двоичных матриц, спектральный (с применением ДПФ) тест, универсальный статистический тест Маурэра, тест на сжатие и тест линейной сложности.

Каждый тест основан на вычислении значения тестовой статистики, которое является функцией данных. Если значение тестовой статистики есть S, аt– критическое значение (теоретическое эталонное распределение для этой статистики), то вероятность ошибки 1-ого рода и 2-ого рода есть соответственно

P( S > t || H₀ истина) = Р(отклонить H₀ | H₀ истина),

P( S ≤ t || H₀ ложна) = Р(принять H₀ | H₀ ложна),

Р-значениеесть вероятность того, что совершенный генератор случайных чисел произвел бы последовательность менее случайную, чем исследуемая, для типа неслучайности, проверяемого тестом. ЕслиР-значениедля теста равно 1, то последовательность абсолютно случайна.Р-значение, равное 0, указывает, что последовательность абсолютно неслучайна. Для теста следует выбрать уровень значимости α. ЕслиР-значениебольше или равно α, то принимается нулевая гипотеза (H₀– гипотеза о том, что проверяемая последовательность является случайной), т.е. последовательность кажется случайной. ЕслиР-значение меньше α, то нулевая гипотеза отклоняется, т.е. последовательность кажется неслучайной. Параметр α обозначает вероятность ошибки 1-ого рода.

Значение α, равное 0.01, говорит о том, что из 100 случайных последовательностей не прошла бы тест только одна. При Р-значении≥ 0.01 последовательность рассматривается как случайная с доверительностью 99%. ПриР-значении< 0.01 последовательность рассматривается как неслучайная с доверительностью 99%.