NIST 随机性测试需要一系列 ASCII 0 和 1，但不接受来自 MATLAB 的任何试验答案

【问题标题】：NIST Randomness Tests requires a sequence of ASCII 0's and 1's but does not accept any trial from MATLABNIST 随机性测试需要一系列 ASCII 0 和 1，但不接受来自 MATLAB 的任何试验
【发布时间】：2013-08-28 12:27:34
【问题描述】：

我正在尝试使用 NIST 随机性测试套件对我的长 0-1 位序列进行随机性测试。它要求我为每个字节提供 ASCII 零和一或二进制文件，每个字节包含 8 位数据。不过，我试过了

save(...,'-ascii'), fwrite() 和其他一些命令使它工作，但它不接受，它给了我一个segmentation error + igamc: UNDERFLOW error.

如果有人能说出如何创建完全匹配的格式，那就太好了。此外，如果有人知道 MATHEMATICA，他们会从 MATHEMATICA 创建自己的示例文件，如下所示，也许它可以帮助了解格式，你可以告诉我要做什么在 MATLAB 中做。

BinExp[num_,d_] := Module[{n,L},

If[d > $MaxPrecision, $MaxPrecision = d];

n = N[num,d];

L = First[RealDigits[n,2]]

];

SE = BinExp[E,302500];

Save["data.e",{SE}];

【问题讨论】：

你能提供一个测试站点的链接吗？
csrc.nist.gov/groups/ST/toolkit/rng/documentation_software.html 你能为我的问题提供一个建议吗？
FWIW，mathematica 代码生成一个带有 mathermatica 格式列表表达式的 asci 文件：SE={ 1, 0, 1, 0 ... }
（线绕 80 列左右 .. ）。

标签： python matlab wolfram-mathematica

【解决方案1】：

我假设您已按照manual 中的说明安装（编译）软件

要了解如何运行该软件，请参阅手册中的第 5.3 节。

可以在matlab中生成随机0/1的ascii文件如下：

N=10000;  % <-- length of sequence

seq = rand(N,1)>0.5;    
fid=fopen('test.txt','w','native');
fprintf(fid,'%d',seq)
fclose(fid)

[提示@Amro，他在下面解释了 cmets 中的备用二进制文件格式。]

将文件放到程序源目录下运行

> ./assess.exe 10000

或您的系统上的等效项，然后按照提示进行操作。输出位于 \experiments\AlgorithmTesting\

内的文件夹中

您可以使用文件夹 \data 中的测试数据评估程序，并与附录 B 中列出的结果进行比较，例如此处与 data.pi 中 pi 的 ASCII 格式表示：

> ./assess.exe 1000000 

    0 [data source?]
    .\data\data.pi [path to file?]
    1 [tests?]
    0 [adjust pars?] 
    1 [bitstreams?] 
    0 [ASCII?]

编辑

这是对 Amro 关于如何将 0/1 的字符串数组 A 写入二进制的解释的（未经测试的）解释：

fid=fopen('test.txt','w','native');
fwrite(fid, bin2dec(reshape(num2str(A),[],8)), 'uint8')
fclose(fid)

【讨论】：

这并不完全准确。该工具需要 0/1 序列以二进制格式表示数字；对于 binary fractions 的浮点数。例如，以 10 为底的 0.625 在以 2 为底的 0.101 表示（如：0*2^0 + 1*2^-1 + 0*2^-2 + 1*2^-3）。这就是上面的 Mathematica 代码正在做的事情。当然，它评估的数字远远超出了数值机器的精度（给出的示例中为 302500），所以你需要符号数学工具箱来做类似的事情..
首先，谢谢你努力的回答，真的很好。 ./assess 10000 只是一个小点，它是运行代码的方式。我其实还有一些问题。例如，我找不到任何解释如何检查代码是否正常工作。确实有一些基本的测试技术，例如给出全一或全零一模式来检查特定测试。但是，有没有办法一次检查所有的测试来判断我们是否可以信任代码？
对于其他评论，我认为 Amro 所说的是正确的，但这只是一个示例，我认为提供长序列的 1 和 0 是随机性测试的唯一必要点。如果您能以某种方式告诉我将使用 Save 命令创建的文件格式，我会上传代码，因为当我检查他们的示例文件时，会有一些空白并输入 25 位序列之间。然而，事实证明你不需要 fprintf，但我仍然需要确认这个命令..
@Onur, @TryHard: 好的，我明白了 :) 你正在使用你自己的 0/1 序列，这些序列已经在别处生成。所以我真的下载了这个东西，现在我可以确认data.e中的文件表示；它确实是一个仅包含字符 0 或 1 的 ASCII 文本文件（所有空格都被忽略）。从二进制表示转换的第一行确实评估为E = 2.7183:s='101011011111100001010100'; e = sum(2.^(1:-1:-22) .* (s-'0'))
@TryHard：这里是用于读取二进制格式文件的相关源代码（摘自src/utilities.c）：pastebin.com/mVYq9Wt3（正如他们所说，代码是最好的文档来源） .所以我认为二进制表示将 ASCII 表示中的 0/1 打包成字节位。也就是说，每个 8 0/1 值的序列都写为它们以二进制表示的整数。所以我提到的上一行将写为：fwrite(fid, bin2dec(['10101101';'11111000';'01010100']), '*uint8')