基于混沌映射的随机数产生器

在分析了利用分段线性混沌映射产生随机数原理的基础上 ,给出了一种基于混沌的随机数产生器结构 ,设计出了基于此结构的数 模混合电路 在设计过程中很好地解决了混沌映射的初始值设定问题 ,并采用校正电路减小了所得序列的冗余度 ,改善了相关性 最后利用Cadence工具对电路进行了仿真 。

一种高稳定性的随机数产生方法

利用混沌系统对初值的极端敏感性 ,可以产生高性能的随机数。 Leon等提出的基于混沌现象的随机数产生方法 ,易于实现 ,随机性好 ,但存在不稳定现象。实际电路实现时 ,由于各种噪声的干扰和器件失配的影响 ,容易导致输出落入不稳定区域。改进的方法修正了系统在原不稳定区域的映射关系 ,使叠代点由于干扰落在原系统的不稳定区域时 ,能迅速返回稳定区域。用该方法产生的随机序列通过了美国国家技术标准局 ( NIST)在FIPS PUB1 4 0 -1中对加密模块要求进行的 Monobit,Poker和 Runs测试 ,并已应用于国产某款智能 IC卡中。

NS-2随机数产生器影响及其应用的研究

网络仿真是通信网络性能评估的重要手段,NS-2是一种被广泛应用的开源网络性能仿真器。随机数产生器在NS-2中至关重要,但广泛的研究人员并未注意如何正确使用,使仿真结果受到质疑。该文描述了随机数产生器的结构与工作原理,论述并仿真了如何利用随机数产生器进行重复独立仿真实验,产生仿真过程中使用的节点位置和数据流起止时间,最后给出了正确的随机数产生器使用方法。结果为研究人员正确使用随机数产生器提供了解决方案。

Linux内核随机数产生器的设计与实现

随机数产生器在科学研究的许多领域具有重要意义。Linux内核利用系统环境噪声的随机特性,实现了一个高强度的随机数产生器。以Linux 2.6.10内核源代码为基础,分析了其内核随机数产生器的设计。介绍了随机数产生器的基本原理和设计思想,并对其具体的实现细节,如输入输出接口作了详细的阐述,最后讨论了系统启动导致随机数质量下降的问题以及Linux内核随机数产生器的解决方法。

应用于网络安全协处理器的真随机数产生器

介绍一款基于环形振荡器的真随机数产生器。电路使用固定频率时钟采样可控频率振荡器的输出,使用级间反馈随机改变可控频率振荡器的振荡频率。设计启动电路来保证环形振荡器快速起振,在使能信号无效时断开振荡电路以节省功耗。电路采用CMOS0.18μm标准工艺实现,使用Hspice_RF仿真环形振荡电路的相位抖动以获得最优设计参数。仿真结果表明,电路在输出速率为1Gb/s时产生的随机序列具有良好的随机性,该设计可用于网络安全协处理器中。

新的基于D-序列的随机数产生器

针对现有随机数产生器计算消耗大和占用空间多的问题,提出了一种新的基于D-序列的随机数序列产生器。通过在现有D-序列的产生过程中引入随机变量来产生更长的任意进制的新的随机D-序列。它不仅继承了原有D-序列结构简单,计算复杂度低,存储需求少和随机特性好的特点。还克服了原有D-序列长度有限的运用限制。通过自相关性、互相关性和概率分布分析证明了该新D-序列的随机特性比现有D-序列更优良。这些特性使它比现有的其他复杂随机数产生器(如混沌随机数产生器和硬件随机数产生器)更适合于具有节点计算能力有限,存储空间有限和能量有限的无线传感网络。

一种应用于智能卡的真随机数产生器的研究与设计

本文论述了一种应用于智能卡上的片上真随机数产生器。此真随机数产生器包含两个完全相同的振荡器,用其中一个振荡器对另外一个进行采样,利用振荡器采样过程中抖动导致的不确定性来产生随机源。针对非接触智能卡的特殊要求,电路设计中采用了低功耗和抗电源扰动设计。测试结果表明:真随机数产生器在速率达到1MS/s的情况下,通过了所有的真随机数标准统计NIST测试。该真随机数产生器采用SMIC 0.18μm CMOS 2P4M工艺实现,在1.8V标准供电下的功耗是0.028mW,芯片的面积为0.003mm2。

相关变量随机数序列产生方法

当采用蒙特卡罗方法对很多问题进行研究时,有时需要对多维相关随机变量进行抽样.之前的研究表明:在协方差矩阵满足正定条件时,可以采用Cholesky分解方法产生多维相关随机变量.本文首先对产生多维相关随机变量的理论公式进行了推导,发现采用Cholesky分解并不是产生多维相关随机变量的唯一方法,其他的矩阵分解方法只要能满足协方差矩阵的分解条件,同样可以用来产生多维相关随机变量.同时给出了采用协方差矩阵、相对协方差矩阵和相关系数矩阵产生多维随机变量的公式,以方便以后使用.在此基础上,利用一个简单测试题和Jacobi矩阵分解方法对上述理论进行了验证.通过对大亚湾中微子能谱进行抽样分析,Jacobi矩阵分解和Cholesky矩阵分解结果一致.针对核工程中的不确定性分析常用的^(238)U辐射俘获截面协方差矩阵进行分解时,由于协方差矩阵的矩阵本征值有负值,导致很多矩阵分解方法无法使用,在引入置零修正以后发现,与Cholesky对角线置零修正相比,Jacobi负本征值置零修正的误差更小.

基于鼠标轨迹和混沌系统的真随机数产生器研究

提出了一种基于鼠标轨迹的真随机数产生器,并对该类产生器的优缺点、总体设计和基本技术进行了研究.为了消除相同用户鼠标轨迹中存在的相似性,利用混沌系统的敏感性,分别采用图像加密算法和Hash函数两种方法对鼠标轨迹进行后处理.大量严格的测试和实验表明,改进的基于混沌Hash函数的真随机数产生器具有安全、快速、方便和廉价的优点,可以在个人电脑上实际使用.

计算机模拟正态随机数的产生与统计检验

提出一种产生正态随机数的计算机新算法。这种新算法是在现有的乘同余法和混 合同余法等常用算法的基础上改进而来。统计检验表明：用原常用算法产生的随机数， 例如先用乘同余法或混合同余法产生均匀分布随机数，再用抽样变换法构成正态随机 数，其分布特性令人满意，但独立性质量不高；而用新算法产生的随机数，既能保持 原来分布特性较好的特点，又在独立性上有较大的改进。

中国科学技术大学实现基于器件无关量子随机数信标的零知识证明

近日,中国科学技术大学潘建伟、张强等与上海交通大学郁昱、清华大学马雄峰、南方科技大学范靖云等研究者合作,首次实现了一套以器件无关量子随机数产生器为熵源,以后量子密码为身份认证的随机数信标公共服务,将其应用到零知识证明(ZKP)领域中,消除了非交互式零知识证明(NIZKP)中实现真随机数的困难所带来的安全隐患,提高了NIZKP的安全性。相关成果于11月2日发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊(PNAS)》。

一种基于FPGA的高斯随机数生成器的设计与实现

基于FPGA的高斯随机数生成器需要满足可重构、高吞吐率和高硬件资源使用效率等要求.文中提出了一种易于硬件实现的状态转换逻辑结构,并给出了均匀分布随机数周期和输出位宽的配置方法和配置原则.文中详细分析了应用"最值分析法"和"静态误差分析法"求解Box Muller算法实现过程中各操作数位宽的具体过程.硬件实现结果在Xilinx Vertex 5上的工作速度为491 MHz,吞吐率为9.82×108samples/second,硬件资源使用效率为2.085×106samples/second/slice.文中作者使用DIEHARD测试集、χ2和K-S方法对产生的随机数质量进行了检测,文中给出了结果.

产生随机数的新方法

总结了随机数产生的一些方法,并利用马尔可夫链给出了一种随机数产生的新方法.由于过程中转移概率矩阵产生具有随机性,同时服从区间(0,1)上均匀分布,产生的随机数也具有随机性,故双重随机性保证了状态空间中随机数的产生具有更好的随机性.

基于微控制器产生随机数的新方法

为产生应用于实践中的真正随机数,提出了一种利用微控制器的定时器产生随机数的新方法。使用微控制器的定时器检测按键按下的时间,利用按下按键的时间间隔的随机性获得随机数。微控制器的定时器工作在定时状态,由微控制器监测按键,按下按键时,微控制器立即读取其定时器的值,此数值即为随机数。通过统计学方法对实验数据的概率密度和自相关性进行了分析和验证。实验结果显示,其概率密度分布均匀且其自相关性接近零。采用该方法可产生随机数序列,且相比于纯数学的产生随机序列的方法更为简单、方便。

均匀分布随机数的一种综合评估法

描述了产生均匀分布的Ｕ（０，１）随机数的数学原理，提出了均匀分布随机数的综合评估方法，对由软件产生的均匀分布序列的随机性能作出了评估，选出了若干能产生较佳随机性能的均匀分布随机序列的种子。

一种新的混沌随机数生成器实现方案

提出了一种基于时钟相位抖动的混沌随机数产生器,并在XilinxFPGA开发板上实现并进行了测试。测试结果表明,最高输出速率达8Mbps,实现了设计要求。硬件结构简单,并且该RNG的输入源不受电路噪声源的影响,易于今后的IC实现。

一种低功耗高噪声源真随机数设计

通过对一种低功耗高噪声源真随机数发生器(TRNG)的研究,设计了一种新型的低频时钟电路,可以把电阻热噪声放大100倍以上,从而减少低频时钟电路的带宽和电阻值,使电路的面积和功耗减少,并且使低频时钟的jitter到达58.2 ns。电路采用SMIC 40 nm CMOS工艺设计,完成了流片和测试,真随机数产生器输出速度范围为1.38~3.33 Mbit/s,电路整体功耗为0.11 mW,面积为0.00789 mm2。随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求,并且通过了国密2安全测试。

一种基于热噪声振荡器的高速真随机数设计

分析和设计了一种基于振荡器的真随机数发生器,电阻热噪声作低频时钟的噪声源。利用两个独立工作的高、低频振荡器之间的相对关系采样噪声源,用带有抖动的低频振荡器通过D触发器采样有固定周期的高频振荡器,产生随机数序列。电路采用SMIC 28 nm CMOS工艺设计,完成了版图设计和流片,仿真结果表明,基于热噪声的真随机数产生器输出吞吐率范围为1.8~12 Mb/s,随机数输出满足AIS31真随机数熵源测试要求,电路整体功耗为0.388 mW。

Matlab在蚁群聚类算法数据源产生中的应用

从蚁群聚类算法模拟实验出发,结合待聚类数据源应满足可分性、稳定性和可变性特点的需求,针对数据源的产生和存储问题,给出了一种以服从正态分布的随机向量组来模拟的方法。通过Matlab随机数的产生和数据库的存储与更新技术的阐述,使用不同分布特征下的向量组来抽象数据源的可分性、对向量组的存储及更改,使其满足稳定性和可变性的处理方式,达到了模拟蚁群聚类实验的目的,于.Net环境下用C#Windows应用程序加以实现。在LF算法对产生的随机向量组作用后,运行结果表明该方法产生的数据源是有效的。

随机二维正态数据的生成

一个利用均匀分布发生器来产生二维正态分布随机数的方法。本方法被成功地用于实际工作中二维正态分布随机数的发生。