基于有限单群的Schnorr数字签名算法及实现

数字签名是信息安全三大基础设施之一,其中Schnorr数字签名是基于离散对数体制最简单的一种数字签名算法,天然具有线性可扩展性。提出一种新的Schnorr数字签名算法,该算法建立在有限域F2p的乘法单群F2p~*上,而不是原Schnorr数字签名数域循环群的子群上,签名和验证算法类似Schnorr数字签名方案;在新的Schnorr数字签名的基础上,改进了多重Schnorr数字签名方案。算法本身基于模2运算,便于软硬件快速实现,理论分析和MATLAB算法仿真均证明其有效性,性能优于经典的Schnorr签名算法,具有广泛的理论和实际应用价值。

基于有限域密钥交换的一次一密实现算法

一次一密的实际应用是世界性难题,签于此,提出一种可行的解决方案.该方案利用一种阶为梅森素数的有限域密钥交换算法(即公钥密码算法),在收发双方不需要预先提前分配、传输和存储对称密钥,只要求收发双方公开自己的公钥,而保密自己的私钥,每通信1次就更换私钥及相关的公钥,完全实现一次一密的完善保密性.阶为梅森素数的有限域公钥密码算法本身基于模2运算,便于软硬件快速实现,理论分析和计算仿真均证明其有效性,具有广泛的理论和实际应用价值.

基于UKF-IMM的双红外机动目标跟踪算法

为了有效解决红外机动目标跟踪精度问题,提出基于UKF的交互式多模型IMM红外机动目标跟踪算法。该方法采用Markov过程描述多个目标模型间的切换,同时导出滤波器输入输出均加权的交互式算法。滤波器采用UKF,避免计算扩展卡尔曼滤波EKF所需的Jacobi矩阵,适用于非线性、非高斯的目标系统模型和观测模型,同时UKF可供多个模型共用,便于软、硬件实现。最后,用双红外探测器对S型机动目标进行仿真实验,给出应用该方法的具体步骤,验证了IMM-UKF的稳定性、有效性和精确性。

粒子滤波器及其在目标跟踪中的应用

为了在物理条件下对目标进行精确建模 ,有时需要运用非线性、非高斯系统。而常规的卡尔曼滤波算法要求系统是线性高斯型的 ,因而不能直接用来解决非线性、非高斯问题。为了解决这一问题 ,人们开发出各种非线性滤波算法。一种是扩展卡尔曼算法 (EKF) ,它对非线性系统进行局部线性化 ,从而间接利用卡尔曼算法进行滤波与估算 ;另一种是序列蒙特卡罗算法 ,亦即粒子滤波器 (PF) ,它是最近出现的解决非线性问题的有效算法。本文简要介绍非线性跟踪的最优与次优贝叶斯算法 ,重点关注粒子滤波器 ,通过再入大气层弹道目标的例子 ,说明PF在目标跟踪中的应用。

基于Gabor-Radon变换的低信噪比雷达LFM信号检测与估计

针对通常利用的匹配滤波法对低信噪比雷达LFM(linear frequency-modulated)进行信号检测和估计的不足,提出一种联合Gabor-Radon变换方法。通过计算雷达回波的Gabor时频变换,得到2D含强噪声和弱直线LFM的时频分布图;然后,利用Radon变换能对直线和边缘进行快速检测、抗噪能力强的特点,对时频2D图像进行Ra-don变换,检测出微弱LFM信号;再设置合适门限可对时频分布图去噪,进行Gabor逆变换可以得到去噪的时域波形。仿真结果证明了此方法能在低信噪比下有效地检测出LFM信号。

基于UKF的再入大气层弹道导弹跟踪研究

UKF(Unscented KF)是一种非线性滤波算法,该方法采用一组确定的取样值来近似目标状态的概率密度函数(不必是高斯分布)的均值和协方差,可用于非线性非高斯系统模型和观测模型条件下的目标跟踪,通过再入大气层弹道导弹跟踪仿真实验,验证了UKF算法的有效性、精确性和易实现性。

基于Dijkstra算法的卷积码译码算法

卷积码的一般译码算法是齐头并进式的Viterbi算法。本文提出一种基于Dijkstra算法的一马当先式的卷积码译码算法,该算法利用Dijkstra扩散式最短路径算法,得出从开始时刻最先到达结束时刻的最短路径,从而译出发射码,由栅格图最终译出原码。相对于Viterbi算法,该算法实现简单,复杂度与卷积码约束长度无关。

基于最短路径树的节点删除动态路由算法

提出一种基于最短路径树的节点删除动态路由算法。算法建立一个最短路径树更新集合,该集合包括被删除节点的断裂子树所有节点和其它节点连接的边,利用子树的结构信息,对子树节点的直系子孙节点和祖先节点进行更新,采用Dijkstra算法对其它子树节点进行更新。实验结果表明,该算法能有效减少节点更新计算次数。

一种新的线性分组码译码算法

针对线性分组码译码问题,提出一种新的译码算法,该算法定义新的校正子,由接收到的信息位计算监督位,校正子由计算的监督位和接收的监督位相加共同确定,且具有可分性。译码只搜索信息位错误,不搜索监督位错误,相对于在整个码空间搜索错误位的一般线性分组码译码算法,该算法计算量极大的降低,对纠多个错误的线性码更加有效,也适用于循环码,BCH码和LDPC码的译码。

基于Gabor-Curvelet联合变换的雷达Chirp信号检测与估计

针对微弱雷达回波Chirp信号检测与估计问题,提出基于Gabor-Curvelet联合变换的方法。首先计算回波的Gabor时频变换,得到2D时频分布图,噪声时频分布一般随机地分布在整个时频面上,能量分散,而Chirp信号时频分布是直线或曲线。对时频2D图像进行曲波(curvelet)变换,曲波能对曲线进行稀疏表示,可检测强噪声中的雷达回波Chirp信号并估计信号参数。仿真结果证明了此方法的有效性,有待研究的问题是曲波系数的门限设定问题。

一种新的最短路径并行算法

针对两点间最短路径问题,提出一种新的并行求解算法。该算法通过不断消去中间的节点和边以简化图的结构,以局部最优而达到全局最优。相对于经典的串行Dijkstra算法,天然地具有并行特性,对稀疏图更加有效,算法复杂度较低。仿真结果证明:该算法对于任意类型的无向图或有向图,总是可准确求得其最短路径。

基于双重UKF的低信噪比LMF信号频移估计

针对通常利用的匹配滤波法确定的频移-延时模糊函数对低信噪比雷达LFM信号频移参数估计的不足,提出基于UKF的解决方法。该方法首先建立LFM信号瞬时频率的线性状态方程和非线性测量方程,采用双重UKF分别对状态变量、测量值和频移参数进行估计和滤波。仿真结果证明此方法有效。

基于系统码信息位搜索的二元(24,12,8)Golay译码算法

针对(24,12,8)Golay译码问题,提出一种新的基于系统码信息位搜索的译码算法。该算法定义新的校正子,由接收到的信息位计算监督位,校正子由信息位计算出的监督位和接收的监督位相加共同确定,且具有可分性。译码只搜索信息位错误,不搜索监督位错误,与在整个码空间搜索错误位的一般线性分组码译码算法相比,该算法大幅降低了计算量,特别对纠多个错误位的(24,12,8)Golay码更加有效,同时也适用于循环码、BCH码和LDPC码的译码。

一种基于连分数逼近Legendre定理的RSA攻击算法

RSA加密算法是一种非对称加密算法,分解大整数的难度决定了RSA加密算法的可靠性.针对RSA加密算法攻击问题,提出一种基于连分数逼近Legendre定理的攻击算法,该算法在Wiener算法的基础上,进行适当改进,采用实二次无理数逼近方法,而不是Wiener算法的有理分数逼近方法,该算法得到的结果是弱化Wiener算法对RSA加密算法的小解密指数的限制条件,使得该算法适用范围更宽.理论分析和计算仿真均证明该算法的有效性,性能优于经典的连分数Wiener算法.

一种基于有限域乘法单群的公钥密码算法及实现

公钥密码是一种非对称加密密码算法,典型的公钥密码算法有RSA、ElGamal和椭圆曲线密码(Elliptic Curves Cryptography,ECC)算法,这些算法都有各自的优缺点,适应不同场合。基于阶为梅森素数的有限域乘法单群,提出了一种新的Diffie-Hellman公钥密码算法。该算法本身基于模2运算,便于软硬件实现,若用硬件实现,只需移位寄存器和异或门。理论分析和计算仿真均证明了该算法的有效性,性能优于经典的RSA和ElGamal公钥算法。

基于遗传算法的信道容量计算

针对离散信道容量的一般计算问题,本文提出基于遗传算法的信道容量计算方法。该方法首先对信源输入概率P(x)进行编码,设置适应度函数为平均互信息(IX;Y),其次,在每一迭代步骤中应用选择,交叉和变异规则,从当前的种群中产生新的子群。对多种信道仿真结果证明了此方法的有效性。

基于长除法的BCH(15,7)译码算法

BCH(15,7)码可纠错2 bit错误位,是一种应用广泛的信道编码。常见的实用译码方法是查表法,其存储错误比特和校验子的对应表即错误图样,译码时根据计算的校验子查错误图样表得到错误比特。BCH(15,7)的错误图样较大,存储错误图样表占用较大内存,查找较费时,译码较慢。因此,针对BCH(15,7)快速译码问题,提出了一种新颖的基于长除法的译码算法。该算法只利用有限域F_2(x)中的长除法即可快速译码,不需要存储错误图样,也不需要解BM方程。理论和仿真证明,此算法有效可行,软硬件实现简单易行,可推广到实际BCH(15,7)的译码电路,具有较大的实际应用价值。

北斗卫星导航纠错码BCH(15,11)快速译码算法及实现结构

为了提高北斗卫星导航系统定位、导航、授时等服务的精确性,减弱空地信道噪声的干扰,北斗卫星导航系统采用循环码BCH(15,11)作为前向纠错码。在北斗卫星导航系统空间信号接口控制文件中提出校正子错误图样查表的译码方法,此译码算法需要预先存储错误图样,译码时,先用除法电路得到校正子,再查表得到错误码,查找、匹配费时,具有较大的延时,效率不高。针对此种的BCH(15,11)硬判决译码算法性能低下问题,本文提出了一种基于循环长除法的BCH(15,11)硬判决快速译码算法,该算法只利用有限域F 2中的循环长除法即可快速译码,不需要存储错误图样,也不需要解BM(Berlekamp-Massey)方程,硬件实现只需要循环移位和模2相加,组合逻辑电路即可实现;若软件实现时,CPU和内存占用资源少,理论和仿真证明,此算法有效可行,译码速度快,软硬件实现简单易行,适合工程化实现和应用,是实际接收机的良好选择。

一种基于有限域乘法单群的数字签名算法

提出一种新的数字签名算法,该算法基于有限域乘法单群的公钥密码,此乘法单群的阶为梅森素数,签名和验证算法类似Elgamal数字签名方案,理论分析和计算仿真均证明其有效性,性能优于经典的Elgamal数字签名算法。