一种混沌伪随机序列发生器的FPGA实现

随着混沌理论应用于产生伪随机序列的发展,用现场可编程逻辑门阵列实现了基于TD-ERCS混沌的伪随机序列发生器.为了便于硬件实现并减少硬件占用资源,对原算法(即基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器的算法)进行了适当改进,密钥空间缩减到2160.设计采用双精度浮点运算,选用Cy-clone系列的EP1C20F400芯片,完成了CPRSG的系统仿真实验.系统的硬件电路占用17716个逻辑单元,占芯片资源88%,工作频率50 MHz,CPRS产生速率10 Mbps.

基于混沌伪随机序列发生器的图像加密方法

提出了一种基于两个参数随机变换的混沌系统的伪随机序列发生器,生成一个随机性好、周期长的密钥序列并给出了统计特性分析的严格的理论证明。用此序列进行图像加解密实验,结果分析表明,提出的算法能够得到令人满意的加密效果。

混沌伪随机序列发生器的FPGA设计与实现

基于简化Lorenz系统,提出混沌伪随机序列发生器的一种设计方法。根据IEEE-754浮点运算标准,按照模块化设计理念,设计混沌方程所需的浮点运算模块,并在FPGA(Field Programmable Gate Array)上实现了简化Lorenz混沌系统。设计混沌伪随机序列量化算法,对生成的混沌伪随机序列进行复杂度分析。分析结果表明,量化算法显著提高了序列复杂度。使用NIST标准进行伪随机序列性能测试,测试结果表明,序列具有良好的随机特性,可直接用于实际加密应用。为连续混沌系统FPGA实现和混沌伪随机序列在信息安全中的应用奠定了基础。

基于云模型与Fibonacci的混沌伪随机序列发生器设计

结合云模型在精确数值间的随机性和模糊性,以及三阶Fibonacci序列产生速度快、可控参数多的特点,提出了一种将云模型与广义三阶Fibonacci相结合的混沌系统伪随机序列发生器。利用量子Logistic混沌系统产生的混沌序列作为广义三阶Fibonacci函数模型的参数,实现参数的动态随机更替;将云发生器产生的云滴群作为广义三阶Fibonacci函数的变量,再由广义三阶Fibonacci函数与Logistic 映射级联耦合得到广义三阶Fibonacci混沌系统模型,基于此模型设计了一种伪随机序列发生器。实验分析表明,该发生器能快速并行产生混沌伪随机序列,具有结构简单、伪随机性强、分布均匀、相关性小等特征,并且每次产生的混沌伪随机序列都具有独立随机性,无法找到周期规律,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。

混沌伪随机序列发生器设计与分析

对区间数目参数化分段线性混沌映射(SNP-PLCM)的密码学特性进行详细分析,并以此为基础,提出了一种基于区间数目参数化分段线性混沌映射的伪随机序列发生器。该发生器同时利用控制参数扰动策略和输出序列扰动策略避免数字化混沌系统的动力学特性退化。理论分析和仿真实验结果表明,该算法产生的伪随机序列具有理想的性能。

Tent混沌伪随机序列发生器设计与实现

混沌理论作为非线性科学是近年来发展最快的分支,具有非周期、连续宽频带、类噪声和长期不可预测等特点。Tent映射具有迭代方程简单,易于实现,数量众多,相关性能良好等特点。本文设计了Tent映射的二值量化序列算法,将Tent实值序列转化为二进制序列,生成了Tent伪随机序列。使用可视化仿真工具Simulink对该序列发生器进行了数值仿真,证明了方案的正确性和可行性。

混沌伪随机序列发生器的实现

针对广泛应用于密码学、扩频通信、数字系统测试等领域的伪随机序列信号实现的疑难问题,应用DSPBuilder模块将Matlab中S函数产生的Kent混沌二进制序列算法转换成VHDL语言,在现场可编程阵列FPGA上实现混沌伪随机序列.通过分析可以看出Kent混沌二进制序列具有优良的伪随机性能.

基于双超混沌映射的伪随机序列发生器设计

有限精度下的混沌退化问题影响伪随机序列发生器性能。本文基于2D-SLIM和2D-LSCM超混沌系统提出一种迭代序列耦合的伪随机序列发生器方案。首先采用随机周期扰动方式防止混沌退化,随后对迭代序列进行耦合输出,并构建伪随机序列发生器模型。然后采用SP800-22 Revision 1a测试标准对生成序列进行随机性检测。实验结果表明,伪随机序列具有良好的随机性能。此外,基于方案生成的伪随机序列发生器设计了一种音频数据加密方案并对其进行仿真验证。

一种基于多维数字锯齿混沌的伪随机序列发生器及其性能分析

传统锯齿混沌存在硬件实现资源消耗较多,参数对输出序列周期影响较大,输出序列随机性不高等缺陷。文章在传统锯齿混沌基础上,构造了一种多维数字锯齿混沌,能有效解决传统锯齿混沌序列表现出的短周期和弱随机性。经测试,基于多维数字锯齿混沌的伪随机序列发生器的硬件实现效率更高,随机性更强,为将其应用于保密通信方案设计提供了基础和条件。

基于混沌映射的伪随机序列发生器

提出了一种基于线性分段混沌映射(PWLCM)的收缩式伪随机序列发生器。针对分段线性混沌映射"逐段线性"的缺点,提出一种新的混沌轨迹比特位提取算法。该算法使用具有最长周期的线性移位寄存器(m-LFSR)所产生的序列来控制混沌轨道比特位的提取,从而有效避免混沌轨道泄露造成的安全性问题。分析表明,该发生器具有良好的密码学特性。

基于耦合Logistic映射的伪随机位发生器及其在混沌序列密码算法中的应用

1.引言 近年来,混沌密码学得到了大量的研究,各种混沌加密算法的设计方案不可胜数,其中大多数混沌加密系统基于离散时间、离散值系统.由于连续值系统定义在连续域上,使得一些传统密码学技术(如Shannon熵)不能直接推广到这种系统,再加上性能分析和实现上的复杂性,人们对连续值系统的研究还较少[6].目前,混沌密码系统主要有两种类型:混沌序列密码和混沌分组密码.

基于混沌反控制的Tent映射伪随机序列发生器设计

应用混沌反控制思想有意识地去产生混沌,进而应用混沌系统的伪随机特性进行伪随机序列发生器设计。针对Tent映射在有限精度实现时产生伪随机序列所存在的周期过短问题,应用混沌反控制,对Tent映射加入控制输入,从而解决了输出伪随机序列周期过短的问题,并通过阈值的在线调节输出0-1伪随机序列。证明了受控Tent映射是Lyapunov指数意义下混沌的,分析了Tent映射混沌反控制所产生的伪随机序列的安全性和计算效率,理论分析和仿真结果都证明了这种设计伪随机序列发生器算法的合理性。

基于时空混沌的伪随机序列发生器设计与分析

提出了一种基于耦合帐篷映像格子模型的改进型时空混沌模型,基于此模型设计了一种快速产生多维混沌伪随机序列的伪随机序列发生器。改进的耦合帐篷映像格子模型继承了耦合帐篷映像格子系统在空间上的并行迭代特征和时间上的耦合扩散机理,格点间采用猫映射作为耦合方式,使不同序列之间的互信息趋近于零。基于此模型设计的伪随机序列发生器能快速并行产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立两个特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷。

基于变结构混沌的伪随机序列发生器

为产生随机性能良好的伪随机序列,提出了一个新的变结构混沌系统。该混沌系统在一个开关函数控制下其系统结构随时间随机地转换,所产生的混沌信号是两个不同的混沌信号的混合,具有良好的复杂性。基于该变结构混沌系统设计了一种伪随机序列发生器,采用NIST标准和STS-2.0b测试套件对其产生的伪随机序列进行了统计性能测试,测试结果表明该伪随机序列发生器具有良好的随机性,可应用于计算机、通信、信息加密等领域中。

一类基于动态S盒的混沌伪随机序列发生器

为提高伪随机序列的动力学性质,利用有限群上的随机行走理论,提出了用动态S盒对基于混沌轨道编码模型的伪随机序列发生器产生的伪随机序列进行变换的方法,从而构造出一种新型混沌伪随机序列发生器——基于动态S盒的混沌伪随机序列发生器.这种发生器不仅保持了混沌伪随机序列的均匀性和独立性,而且增强了伪随机序列动力学性质的复杂性,克服了已有混沌伪随机序列的动力学性质比较简单的缺点.

CNN超混沌系统伪随机序列发生器设计

基于CNN超混沌系统,设计了一种混沌伪随机序列发生器。通过对细胞神经网络系统的理论分析及仿真实验可知,该系统具有复杂的动力学特性,具有初值敏感性、密钥空间大等特点,非常适合作为伪随机序列发生器。基于该系统的发生器能够产生两种不同的序列,一种为二进制序列,另一种为十进制序列,并且通过该发生器产生的伪随机序列具有良好的性能,如序列值的均匀分布性、尖锐的自相关特性和良好的互相关特性。除此之外,利用NIST标准对序列发生器进行性能检验,检验结果表明该序列满足伪随机序列的要求,具有较高的安全性和保密性,具有较好的应用前景。

一种新型均匀分布混沌伪随机数发生器

提出了一种基于一维无限折叠混沌映射的均匀分布混沌伪随机数发生器。统计测试和仿真证实,在一定的参数范围内,所产生的混沌序列序为均匀分布序列且具有理想的二值自相关函数。

基于双混沌系统伪随机比特发生器的研究

研究了基于双混沌系统伪随机比特发生器(CCS-PRBG)生成序列的密码学性质,证明了此二进制序列是i.i.d.序列。理论分析表明,CCS-PRBG可生成具有理想保密性的二进制混沌密码序列。

一个一维离散混沌判定定理及其在伪随机数发生器中的应用

该文研究了一类取模运算的1维离散动力系统,提出了一个这类离散映射的混沌判据,利用Marotto定理证明了其混沌的存在性。给出了几个满足该判据的特殊形式的系统,分析了其分岔图、Lyapunov指数谱等基本动力学性质,通过模拟结果验证了理论的正确性。基于新系统设计了一个伪随机数发生器(PRNG),SP800-22随机性检测结果表明了该序列具有良好的伪随机性。进一步给出了一个图像加密方案,其密钥空间可以达到2747。该文提出的新系统的系统参数可以无穷多,所以理论上该加密方案的密钥空间可以无穷大。

调和耦合混沌系统及其在伪随机数发生器中的应用

混沌系统有很多独特的性质,常在密码学中用作伪随机数发生器.在帐篷映射的基础上,提出一种新型耦合方式-自变量调和耦合,构造了一个混沌系统,并对该系统的混沌特性进行了分析.随后,基于这个混沌系统设计了伪随机数发生器.频数测试、序偶测试、扑克测试、游程测试、自相关测试等五个测试表明,该伪随机数发生器产生的序列有良好的伪随机性.最后,简要分析了所产生序列的线性复杂度和发生器的密钥空间大小,并设计了一个简易的流密码加解密系统.