NIST 測試套件是由15個測試組成的統計軟體包，這些是為了測試隨機（任意長度）由基於硬體或軟體的密碼隨機或偽隨機數生成器產生的二進位制序列。測試關注於各種不同型別的已存在的非隨機序列。有些測試可以分成各種子測試。

15個測試主要是（屬於密碼演算法安全測試方法）：

1. 頻率（單位元）測試
2. 塊內頻數測試（Frequency Test within a Block）
3. 動向（Run）測試
4. 最大遊程檢測
5. 二進位制矩陣秩（Binary Matrix Rand）測試
6. 頻譜測試
7. 非重疊字匹配測試
8. 重疊字匹配測試
9. Maurer通用統計檢測

10、線性複雜度測試

         11、系列（Serial）測試

         12、近似熵測試

         13、累積和測試

         14、隨機遊程（Random Excursions）測試

         15、隨機遊程變數（Random Excursions Variant）測試

這裡沒有依賴性（擴散與混亂）---完備性與雪崩效應測試、自相關測試和Lempel-Ziv壓縮測試。

下載的軟體sts-2.1.2壓縮包中，解壓後原始檔中有上述的密碼演算法安全測試的原始碼，如下

若在windows下，由於該軟體是基於linux環境開發的，裡面的原始檔由makefile控制，要想在windows下使用，則需要藉助另一軟體Cygwin。

上面有詳細講說，但對於這個隨機數測試包需要注意的主要是一下幾點：

1、下載安裝的時候一定注意要把元件都勾上，特別是gcc一定要勾上，如果不知道怎麼選，那就有gcc的地方全勾上吧。因為需要gcc這個編譯器。
2、執行Cygwin，進入該軟體包sts-2.1.1中包含makefile檔案的資料夾，輸入：make命令，該軟體就在安裝了，完後之後會發現多了一個檔案（assess.exe），那個就是可執行檔案了。有了它就安裝成功了。

由於本機本身裝有虛擬機器及ubuntu系統，所以直接在Linux作業系統下安裝。步驟如下：

1. 開啟已經安裝好的ubuntu系統，在管理員許可權進入系統，把已經下好的數字測試套件包拷貝到Home目錄下
2. 對包進行解壓縮，解壓在該目錄下。
3. 進入到解壓縮的該目錄下（輸入命令cd 檔名）
4. 輸入make進行編譯makefile檔案，得到assess檔案（編譯成功後該目錄下會有assess檔案）
5. 在該目錄下輸入./assess <datalength>，datalength為測試的資料長度。

下面舉例說明

1. 進入軟體介面後，有基本操作指示（生成器選項）

基本測試用matlab寫一個隨機數矩陣（x = randsrc(1,32e3,[0,1]);

）把資料複製到txt文字中，然後把隨機數矩陣的文字array.txt複製到該目錄下，

根據生成器提示選擇0輸入檔案，輸入array.txt，之後則是選擇測試型別，即上面的15種測試型別。

1. 或者測試全部，它有一個提示可以測試上述15種測試，即Enter Choice輸入1

1. How many bitstreams? 輸入流個數；這個流個數和第一步中的檔案位長度存在這樣關係：

位長度*bitstreamsnum=檔案總位長度。一般隨機數檔案在32M以內（2G記憶體支援），bitstreamsnum預設輸入1，第一步輸入檔案總bit長度。如果檔案超過32M那麼計算過 程中內從不足，因此需要第一步輸入檔案總長度的1/8、1/16...，然後在此處輸入8、16，等價於把原始檔劃分為等長的幾條流，來做隨機性檢查。

1. Bitstreams輸入預設1後，下面會問輸入檔案的形式是ASCII型別的資料構成的序列（ASCII 中的0和1）還是8位的二進位制資料。

1. 最後完成後的結果在該目錄下的experiments/AlgorithmTesting下的某種測試目錄下

1. 每種演算法目錄下都有stats.txt 檔案中描述的是P-value值，在ALPHA = 0.0100條件下（預設值），貌似這個值大於0.01就表示差不多隨機，越大越好。

注意：使用所有測試時，引數設定如下，但是可能資料長度並不適合某些測試，所以最後只有13種統計測試完成。

偽隨機性是密碼演算法安全性的重要指標，用於評估密碼演算法的偽隨機性，其原理一般是假設檢驗，一般要求接收水平Pv>0.01

比如看動向（Run）測試結果不符合統計量標準PI=0.280969

單位元動向測試是檢測演算法f的輸出在0和1之間擺動的次數，其測試方法如下：