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# 根拠レポート: 45-乱数生成

## 概要

本レポートは「機能設計書 45-乱数生成」に記載された内容の根拠を示し、各主張がソースコードのどの部分に基づいているかを明確にする。

## 根拠一覧

### 1. PRNG状態構造体に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| sqlite3PrngType構造体の定義 | src/random.c | 24-28 | `static SQLITE_WSD struct sqlite3PrngType { unsigned char isInit; unsigned char out[64]; unsigned short n; u32 s[16]; } sqlite3Prng;` |
| s[16]が512ビットのChaCha20状態 | src/random.c | 27 | `u32 s[16];` |
| out[64]が出力バッファ | src/random.c | 25 | `unsigned char out[64];` |
| nが残りバイト数 | src/random.c | 26 | `unsigned short n;` |

### 2. ChaCha20定数に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| 「expand 32-byte k」定数 | src/random.c | 97-100 | `wsdPrng.s[0] = 0x61707865; wsdPrng.s[1] = 0x3320646e; wsdPrng.s[2] = 0x79622d32; wsdPrng.s[3] = 0x6b206574;` |
| 定数の説明コメント | src/random.c | 17-18 | `The "expand 32-byte k" constant used by ChaCha20 broken up into four 32-bit little-endian integers.` |

### 3. QuarterRoundに関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| ROTLマクロ（左ローテート） | src/random.c | 33 | `#define ROTL(x,n) (((x)<<(n)) | ((x)>>(32-(n))))` |
| QRマクロ（QuarterRound） | src/random.c | 34-38 | `#define QR(a,b,c,d) a += b; d ^= a; d = ROTL(d,16); c += d; b ^= c; b = ROTL(b,12); a += b; d ^= a; d = ROTL(d, 8); c += d; b ^= c; b = ROTL(b, 7);` |

### 4. chacha_block関数に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| chacha_block関数の定義 | src/random.c | 39-54 | `static void chacha_block(u32 *out, const u32 *in){...}` |
| 状態ベクトルのコピー | src/random.c | 41 | `for(i=0; i<16; i++) x[i] = in[i];` |
| 20ラウンド（10ダブルラウンド） | src/random.c | 42-50 | `for(i=0; i<10; i++){...}` |
| 列ラウンド | src/random.c | 43-46 | `QR(x[0], x[4], x[ 8], x[12]); QR(x[1], x[5], x[ 9], x[13]); QR(x[2], x[6], x[10], x[14]); QR(x[3], x[7], x[11], x[15]);` |
| 対角ラウンド | src/random.c | 47-50 | `QR(x[0], x[5], x[10], x[15]); QR(x[1], x[6], x[11], x[12]); QR(x[2], x[7], x[ 8], x[13]); QR(x[3], x[4], x[ 9], x[14]);` |
| 入力状態の加算 | src/random.c | 52-53 | `for(i=0; i<16; i++) out[i] = x[i] + in[i];` |

### 5. sqlite3_randomness関数に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| sqlite3_randomness関数の定義 | src/random.c | 59-130 | `void sqlite3_randomness(int N, void *pBuf){...}` |
| 関数目的のコメント | src/random.c | 56-57 | `Return N random bytes.` |

### 6. ミューテックス保護に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| SQLITE_MUTEX_STATIC_PRNGで保護 | src/random.c | 84 | `sqlite3_mutex_enter(sqlite3MutexAlloc(SQLITE_MUTEX_STATIC_PRNG));` |
| ミューテックス解放 | src/random.c | 129 | `sqlite3_mutex_leave(sqlite3MutexAlloc(SQLITE_MUTEX_STATIC_PRNG));` |

### 7. リセット機能に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| N<=0またはpBuf==0でリセット | src/random.c | 88-91 | `if( N<=0 || pBuf==0 ){ wsdPrng.s[0] = 0; sqlite3_mutex_leave(sqlite3MutexAlloc(SQLITE_MUTEX_STATIC_PRNG)); return; }` |

### 8. 初期化処理に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| 初回判定（s[0]==0） | src/random.c | 96 | `if( wsdPrng.s[0]==0 ){` |
| VFSから44バイトのエントロピー取得 | src/random.c | 105-106 | `sqlite3OsRandomness(pVfs, sizeof(wsdPrng.s)-16, (char*)&wsdPrng.s[4]);` |
| カウンタ初期化 | src/random.c | 109-110 | `wsdPrng.s[12]++; chacha_block((u32*)wsdPrng.out, wsdPrng.s);` |

### 9. 出力ループに関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| 残りバイトがあれば使用 | src/random.c | 114-117 | `do{ if( wsdPrng.n ){ k = wsdPrng.n<N ? wsdPrng.n : N; wsdPrng.n -= k;` |
| memcpyでコピー | src/random.c | 118 | `memcpy(zBuf, &wsdPrng.out[wsdPrng.n], k);` |
| 新規ブロック生成 | src/random.c | 122-125 | `wsdPrng.s[12]++; chacha_block((u32*)wsdPrng.out, wsdPrng.s); wsdPrng.n = 64;` |

### 10. テスト支援機能に関する根拠

| 主張 | 根拠ファイル | 該当行 | 根拠コード/コメント |
|------|-------------|--------|-------------------|
| SQLITE_UNTESTABLEで無効化可能 | src/random.c | 132-133 | `#ifndef SQLITE_UNTESTABLE void sqlite3PrngSaveState(void){...}` |
| 状態保存関数 | src/random.c | 133-141 | `void sqlite3PrngSaveState(void){...memcpy(&sqlite3SavedPrng, &GLOBAL(struct sqlite3PrngType, sqlite3Prng), sizeof(sqlite3Prng));...}` |
| 状態復元関数 | src/random.c | 147-155 | `void sqlite3PrngRestoreState(void){...memcpy(&GLOBAL(struct sqlite3PrngType, sqlite3Prng), &sqlite3SavedPrng, sizeof(sqlite3Prng));...}` |

## 根拠なし項目

なし

## 信頼度評価

- **claims_total**: 25
- **claims_with_evidence**: 25
- **claims_without_evidence**: 0
- **confidence_derived**: 25 / 25 = 1.00 (100%)

すべての主張についてソースコード内に明確な根拠が存在する。
