Методика критеріїв сум у задачах тестування незалежності послідовностей випадкових чисел

Simple item page
dc.citation.epage32
dc.citation.issue2
dc.citation.journalTitleІнфокомунікаційні технології та електронна інженерія
dc.citation.spage20
dc.citation.volume3
dc.contributor.affiliationДержавний університет інтелектуальних технологій і зв’язку
dc.contributor.affiliationState University of Intellectual Technologies and Telecommunications
dc.contributor.authorОдегов, М.
dc.contributor.authorБабіч, Ю.
dc.contributor.authorБагачук, Д.
dc.contributor.authorКочеткова, М.
dc.contributor.authorПетрович, Я.
dc.contributor.authorOdegov, N.
dc.contributor.authorBabich, Y.
dc.contributor.authorBagachuk, D.
dc.contributor.authorKochetkova, M.
dc.contributor.authorPetrovych, J.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2025-07-22T11:15:30Z
dc.date.created2023-02-28
dc.date.issued2023-02-28
dc.description.abstractГенератори випадкових та псевдовипадкових чисел (ГВЧ) спочатку використовували для задач числового інтегрування (метод Монте-Карло). Нині основними сферами застосування ГВЧ є імітаційне моделювання та криптографія. Для першої сфери характерне використання ГВЧ, основаних на використанні комп’ютерних алгоритмів і програм. У статті розглянуто методику тестування незалежності послідовностей випадкових чисел (ПВЧ). Методика основана на властивостях сум незалежних випадкових величин. Алгоритми за цією методикою відповідають умові великої швидкості. Проаналізовано не лише моментні статистики типу коефіцієнтів кореляції, а й властивості емпіричних функцій розподілення сум ПВЧ. У статті аналіз обмежений лише випадком рівномірно розподілених ПВЧ. Виконані розрахунки доводять високу селективну ефективність запропонованих критеріїв, які дають змогу впевнено розрізняти залежні та незалежні ПВЧ. Завдяки швидкості запропоновані алгоритми та критерії можна використовувати для тестування ПВЧ надвеликої довжини (у задачах типу Big Data).
dc.description.abstractRandom and pseudo-random number generators (RNGs) were initially used to solve numerical integration problems (the Monte Carlo method). Currently, the RNGs are used in cryptography and simulation modeling. The latter one typically uses RNGs based on computer algorithms and programs. This article presents a method aimed at testing the independence of random numbers sequences (RNSs). The method is based on the sums properties of independent random variables. Algorithms based on this method operate fast. Here not only the instant statistics including correlation coefficients are analyzed, but also the properties of empirical functions of RNSs distributed sums. In this article, the analysis is limited only to the case of uniformly distributed RNSs. The calculations performed prove the high selective efficiency of the proposed criteria, which allows to reliably distinguish between dependent and independent RNSs. Due to the high operation speed, the proposed algorithms and criteria can be used for testing very long RNSs (especially in Big Data tasks).
dc.format.extent20-32
dc.format.pages13
dc.identifier.citationМетодика критеріїв сум у задачах тестування незалежності послідовностей випадкових чисел / М. Одегов, Ю. Бабіч, Д. Багачук, М. Кочеткова, Я. Петрович // Інфокомунікаційні технології та електронна інженерія. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2023. — Том 3. — № 2. — С. 20–32.
dc.identifier.citationenSum criteria for the task of testing the independence of random numbers sequences / N. Odegov, Y. Babich, D. Bagachuk, M. Kochetkova, J. Petrovych // Infocommunication Technologies and Electronic Engineering. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2023. — Vol 3. — No 2. — P. 20–32.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/ictee2023.02.020
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/111454
dc.language.isouk
dc.publisherВидавництво Львівської політехніки
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofІнфокомунікаційні технології та електронна інженерія, 2 (3), 2023
dc.relation.ispartofInfocommunication Technologies and Electronic Engineering, 2 (3), 2023
dc.relation.references[1] Herasymchuk O. I., Maksymovych V. M. (2003). “Generators of pseudo-random numbers, their application, classification, basic construction methods and quality assessment”, Ukrainian Information Security Research Journal, Vol. 3, pp. 29–36. DOI: https://doi.org/10.18372/2410-7840.5.4270.
dc.relation.references[2] Chen G. (2014). “Are electroencephalogram (EEG) signals pseudo-random number generators?”, Journal of Computational and Applied Mathematics, Vol. 268, pp. 1–4, ISSN 0377-0427. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cam.2014.02.028.
dc.relation.references[3] Kumar V., Rayappan J., Amirtharajan R., Praveenkumar P. (2022). “Quantum true random number generation on IBM’s cloud platform”, Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, Vol. 34, Iss. 8, Part B, pp. 6453-6465, ISSN 1319-1578.DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2022.01.015.
dc.relation.references[4] Burtniak I.V. (2019). “Simulation modeling”, Vasyl StefanykPrecarpathian National University, p. 97.
dc.relation.references[5] Li Z., Li P., Mao Y., Halang W.A. (2005). Chaos-based Pseudo-Random Number Generators and Chip Implementation”, IFAC Proceedings Volumes, Vol. 38, Issue 1,pp. 1090-1094, ISSN 1474-6670, ISBN 9783902661753. DOI: https://doi.org/10.3182/20050703-6-CZ-1902.00838.
dc.relation.references[6] Akhshani A., Akhavan A., Mobaraki A., Lim S.-C., Hassan Z. (2014). “Pseudo random number generator based on quantum chaotic map”, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 19, Issue 1, pp. 101–111, ISSN 1007-5704. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2013.06.017.
dc.relation.references[7] Sathya K., Sarveshwaran V., Subhika T., Devi M. (2022) “Security Analyses of Random Number Generation with Image Encryption Using Improved Chaotic Map”, Procedia Computer Science, Vol. 215, pp. 432-441, ISSN 1877-0509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.12.045.
dc.relation.references[8] Pollard J.(1982). “Handbook of Computational Methods of Statistics”, Finance and statistics, p. 344.
dc.relation.references[9] Deza J.I., Ihshaish H. (2022). “qNoise: A generator of non-Gaussian colored noise”, SoftwareX, Vol. 18, ISSN 2352-7110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101034.
dc.relation.references[10] Luengo E.A., Cerna M., García Villalba L.J., Hernandez-Castro J. (2022). “A new approach to analyze the independence of statistical tests of randomness”, Applied Mathematics and Computation, Vol. 426, ISSN 0096-3003. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2022.127116.
dc.relation.references[11] Farmer J., Jacobs D. (2022).”MATLAB tool for probability density assessment and nonparametric estimation”, SoftwareX, Vol. 18, ISSN 2352-7110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101017.
dc.relation.references[12] Koivu A., Kakko J-P., Mäntyniemi S., Sairanen M. (2022). “Quality of randomness and node dropout regularization for fitting neural networks”, Expert Systems with Applications, Vol. 207, ISSN 0957-4174. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.117938.
dc.relation.references[13] Rukhin A., Soto J., Nechvatal J., Smid M., Barker E., Leigh S., Levenson M., Vangel M., Banks D., Heckert A., Dra J., Vo S. (2010). “A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications: NIST Special Publication 800-22 Revision 1a”, National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8930, p. 131.
dc.relation.references[14] Kochana R., Kovalchuk L., Korchenko O.,Kuchynska N. (2021). “Statistical Tests Independence Verification Methods”, Procedia Computer Science, Vol. 192, pp. 2678–2688, ISSN 1877-0509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.09.038.
dc.relation.references[15] Kartasjov М. V. (2008).”Probability, processes, statistics”, Kyiv University, p. 494.
dc.relation.references[16] Shyriaev А. N. (1980). “Probability”, Science, p. 576.
dc.relation.references[17] Odehov М. А., Hadzhyiev М. М., Bukata L. M., Hlazunova L. V., Kochetkova М. V. (2023). “Justification of fast classification algorithms on BIG DATA sets according to reliability and performance”, Infocommunication and computer technologies. Iss. 1, pp. 148–160. DOI: https://doi.org/10.369942788-5518-2023-01-05-16.
dc.relation.references[18] Orlov А. I. (2014). “Nonparametric goodness-of-fit tests by Kolmogorov, Smirnov, Omega-square and errors in their application”, Science Magazine ofKubSAU, Iss. 97(03), p. 30.
dc.relation.referencesen[1] Herasymchuk O. I., Maksymovych V. M. (2003). "Generators of pseudo-random numbers, their application, classification, basic construction methods and quality assessment", Ukrainian Information Security Research Journal, Vol. 3, pp. 29–36. DOI: https://doi.org/10.18372/2410-7840.5.4270.
dc.relation.referencesen[2] Chen G. (2014). "Are electroencephalogram (EEG) signals pseudo-random number generators?", Journal of Computational and Applied Mathematics, Vol. 268, pp. 1–4, ISSN 0377-0427. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cam.2014.02.028.
dc.relation.referencesen[3] Kumar V., Rayappan J., Amirtharajan R., Praveenkumar P. (2022). "Quantum true random number generation on IBM’s cloud platform", Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences, Vol. 34, Iss. 8, Part B, pp. 6453-6465, ISSN 1319-1578.DOI: https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2022.01.015.
dc.relation.referencesen[4] Burtniak I.V. (2019). "Simulation modeling", Vasyl StefanykPrecarpathian National University, p. 97.
dc.relation.referencesen[5] Li Z., Li P., Mao Y., Halang W.A. (2005). Chaos-based Pseudo-Random Number Generators and Chip Implementation", IFAC Proceedings Volumes, Vol. 38, Issue 1,pp. 1090-1094, ISSN 1474-6670, ISBN 9783902661753. DOI: https://doi.org/10.3182/20050703-6-CZ-1902.00838.
dc.relation.referencesen[6] Akhshani A., Akhavan A., Mobaraki A., Lim S.-C., Hassan Z. (2014). "Pseudo random number generator based on quantum chaotic map", Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, Vol. 19, Issue 1, pp. 101–111, ISSN 1007-5704. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2013.06.017.
dc.relation.referencesen[7] Sathya K., Sarveshwaran V., Subhika T., Devi M. (2022) "Security Analyses of Random Number Generation with Image Encryption Using Improved Chaotic Map", Procedia Computer Science, Vol. 215, pp. 432-441, ISSN 1877-0509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2022.12.045.
dc.relation.referencesen[8] Pollard J.(1982). "Handbook of Computational Methods of Statistics", Finance and statistics, p. 344.
dc.relation.referencesen[9] Deza J.I., Ihshaish H. (2022). "qNoise: A generator of non-Gaussian colored noise", SoftwareX, Vol. 18, ISSN 2352-7110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101034.
dc.relation.referencesen[10] Luengo E.A., Cerna M., García Villalba L.J., Hernandez-Castro J. (2022). "A new approach to analyze the independence of statistical tests of randomness", Applied Mathematics and Computation, Vol. 426, ISSN 0096-3003. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amc.2022.127116.
dc.relation.referencesen[11] Farmer J., Jacobs D. (2022)."MATLAB tool for probability density assessment and nonparametric estimation", SoftwareX, Vol. 18, ISSN 2352-7110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101017.
dc.relation.referencesen[12] Koivu A., Kakko J-P., Mäntyniemi S., Sairanen M. (2022). "Quality of randomness and node dropout regularization for fitting neural networks", Expert Systems with Applications, Vol. 207, ISSN 0957-4174. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.117938.
dc.relation.referencesen[13] Rukhin A., Soto J., Nechvatal J., Smid M., Barker E., Leigh S., Levenson M., Vangel M., Banks D., Heckert A., Dra J., Vo S. (2010). "A Statistical Test Suite for Random and Pseudorandom Number Generators for Cryptographic Applications: NIST Special Publication 800-22 Revision 1a", National Institute of Standards and Technology Gaithersburg, MD 20899-8930, p. 131.
dc.relation.referencesen[14] Kochana R., Kovalchuk L., Korchenko O.,Kuchynska N. (2021). "Statistical Tests Independence Verification Methods", Procedia Computer Science, Vol. 192, pp. 2678–2688, ISSN 1877-0509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procs.2021.09.038.
dc.relation.referencesen[15] Kartasjov M. V. (2008)."Probability, processes, statistics", Kyiv University, p. 494.
dc.relation.referencesen[16] Shyriaev A. N. (1980). "Probability", Science, p. 576.
dc.relation.referencesen[17] Odehov M. A., Hadzhyiev M. M., Bukata L. M., Hlazunova L. V., Kochetkova M. V. (2023). "Justification of fast classification algorithms on BIG DATA sets according to reliability and performance", Infocommunication and computer technologies. Iss. 1, pp. 148–160. DOI: https://doi.org/10.369942788-5518-2023-01-05-16.
dc.relation.referencesen[18] Orlov A. I. (2014). "Nonparametric goodness-of-fit tests by Kolmogorov, Smirnov, Omega-square and errors in their application", Science Magazine ofKubSAU, Iss. 97(03), p. 30.
dc.relation.urihttps://doi.org/10.18372/2410-7840.5.4270
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.cam.2014.02.028
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.jksuci.2022.01.015
dc.relation.urihttps://doi.org/10.3182/20050703-6-CZ-1902.00838
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.cnsns.2013.06.017
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.procs.2022.12.045
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101034
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.amc.2022.127116
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.softx.2022.101017
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.eswa.2022.117938
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1016/j.procs.2021.09.038
dc.relation.urihttps://doi.org/10.369942788-5518-2023-01-05-16
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2023
dc.subjectпсевдовипадкові числа
dc.subjectнезалежність
dc.subjectсуми незалежних послідовностей
dc.subjectнепараметричні критерії
dc.subjectрівномірне розподілення
dc.subjectpseudorandom numbers
dc.subjectindependence
dc.subjectsums of independent sequences
dc.subjectnon-parametric criteria
dc.subjectuniform distribution
dc.subject.udc004.94
dc.titleМетодика критеріїв сум у задачах тестування незалежності послідовностей випадкових чисел
dc.title.alternativeSum criteria for the task of testing the independence of random numbers sequences
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 2 of 2
Thumbnail Image
Name:
2023v3n2_Odegov_N-Sum_criteria_for_the_task_20-32.pdf
Size:
1.55 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Thumbnail Image
Name:
2023v3n2_Odegov_N-Sum_criteria_for_the_task_20-32__COVER.png
Size:
1.09 MB
Format:
Portable Network Graphics
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
1.89 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Infocommunication Technologies and Electronic Engineering. – 2023. – Vol. 3, No. 2