31、贪心区分器与非随机性检测器的深入解析

贪心区分器与非随机性检测器的深入解析

1. 背景知识

在密码学领域，区分器和非随机性检测器是评估密码算法安全性的重要工具。

1.1 黑盒模型

区分器用于判断一个黑盒是否产生真正的随机输出。由于没有密码原语能产生真正的随机输出，区分器可看作一个分类器，根据其判断输出“随机”或“密码”。在实际应用中，区分器的密钥是固定且未知的，它可以多次使用不同的初始向量（IV）调用黑盒，但密钥保持不变。IV 位构成输入参数位空间 B = {0, 1}m。

非随机性检测器则是当输入参数位空间 B 包含密钥位时的情况。虽然在实际的固定密钥黑盒场景中实用性较低，但它能更好地检测非随机性，可提前发现特定算法的弱点。

• 区分器：输入参数位集 B 不包含密钥位的 {‘random’, ‘cipher’} 分类器。
• 非随机性检测器：输入参数位集 B 包含密钥位的 {‘random’, ‘cipher’} 分类器。

以下是黑盒模型的简单示意图：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(Key):::process --> B(Black box):::process
    C(IV):::process --> B
    D(Plaintext):::process --> B
    B --> E(Ciphertext):::process