Testing a Random Number Generator: formal properties and automotive application

L'elaborato analizza un metodo di validazione dei generatori di numeri casuali (RNG), utilizzati per garantire la sicurezza dei moderni sistemi automotive. Il primo capitolo fornisce una panoramica della struttura di comunicazione dei moderni autoveicoli attraverso l'utilizzo di centraline (ECU): vengono riportati i principali punti di accesso ad un automobile, assieme a possibili tipologie di hacking; viene poi descritto l'utilizzo dei numeri casuali in crittografia, con particolare riferimento a quella utilizzata nei veicoli. Il secondo capitolo riporta le basi di probabilità necessarie all'approccio dei test statistici utilizzati per la validazione e riporta i principali approcci teorici al problema della casualità. Nei due capitoli centrali, viene proposta una descrizione dei metodi probabilistici ed entropici per l'analisi di dati reali utilizzati nei test. Vengono poi descritti e studiati i 15 test statistici proposti dal National Institute of Standards and Technology (NIST). Dopo i primi test, basati su proprietà molto semplici delle sequenze casuali, vengono proposti test più sofisticati, basati sull'uso della trasformata di Fourier (per testare eventuali comportamenti periodici), dell'entropia (strettamente connessi con la comprimibilità della sequenza), o sui random path. Due ulteriori test, permettono di valutare il buon funzionamento del generatore, e non solo delle singole sequenze generate. Infine, il quinto capitolo è dedicato all'implementazione dei test al fine di testare il TRNG delle centraline.