基于蚁群算法的细胞自动机优化及其在电路测试中的应用

细胞自动机在电路设计、计算机安全等领域有广泛的应用.首先通过使用蚁群算法实现对细胞自动机结构的优化配置,从而产生具有较强随机性的伪随机数序列;其次,把细胞自动机应用于数字电路的测试,利用经优化后的二维细胞自动机来生成测试矢量.实验结果表明,经过蚁群算法优化之后得到的细胞自动机能够产生随机性较强的伪随机数序列,在数字电路测试的应用中能够提高故障覆盖率.     

一种混沌系统下平衡型伪随机序列的相关特性研究

本文提出一种混沌结构下伪随机序列的生成方案,并通过实测表明该方案所生成的平衡型序列具有良好的自相关和互相关特性,同时由于该序列有接近理想的线性复杂度,因而为伪随机序列的选用提供了新的途径.     

基于时空二维混沌序列的变参数混沌加密算法

提出一种基于时空二维混沌序列的可变参数混沌加密体制. 首先采用单向耦合映象格子模型产生时空混沌二值序列, 并对序列进行各项性能分析, 证明混沌序列具有良好的伪随机性. 其次, 采用一种新的变参数混沌加密算法, 将生成的时空混沌二值序列作为原始密钥, 并通过随机改变混沌加密系统的初始参数、 迭代次数及系统参数, 实现了变参数的加密过程. 实验结果表明, 该混沌加密系统中参数的随机变化, 增 加了混沌序列的复杂度和长周期性, 具有加密速度快、 安全性高的优点.     

一种新的TDCS基函数随机相位产生方法及性能分析

针对一维M序列生成变换域通信系统伪随机相位的不足,提出了一种采用双混沌序列生成基函数伪随机相位的方法,利用混沌序列映射替代M序列映射,并增加由混沌序列决定的映射控制抽头将伪随机相位产生法由一维扩展到二维,分析了采用双混沌序列生成基函数的各项性能指标变化。通过仿真验证,结果表明,采用双混沌序列的基函数伪随机相位生成法,无论是在单用户或是多用户情况下,都能有效地降低系统的误比特率,提高系统的抗截获性能以及多址信道容量。     

改进多层可逆元胞自动机加密算法研究

针对多层可逆元胞自动机(LRCA)加密算法密钥空间小且结构简单的问题,该文提出了一种改进可逆多层元胞自动机(ILRCA)分组加密算法。将4个初等可逆规则标记后,在每轮迭代前生成关于规则的伪随机序列作为密钥,并引入移位变换,达到了一次一密的加密效果,且有效地扩充了密钥空间。实验结果表明,伪随机序列和移位变换的引入,使得该文算法中任一位明文的改变都引起超过50%的密文变化,与高级加密标准(AES)和LRCA相比较,加密速度快、扩散效果更好。     

改进多层可逆元胞自动机加密算法研究

针对多层可逆元胞自动机(LRCA)加密算法密钥空间小且结构简单的问题,该文提出了一种改进可逆多层元胞自动机(ILRCA)分组加密算法。将4个初等可逆规则标记后,在每轮迭代前生成关于规则的伪随机序列作为密钥,并引入移位变换,达到了一次一密的加密效果,且有效地扩充了密钥空间。实验结果表明,伪随机序列和移位变换的引入,使得该文算法中任一位明文的改变都引起超过50%的密文变化,与高级加密标准(AES)和LRCA相比较,加密速度快、扩散效果更好。     

二维二方向有限自动机的识别能力研究

研究了3种有限自动机,即二维二方向的确定型、非确定型以及Las Vegas有限自动机.证明存在语言能被二维二方向的Las Vegas有限自动机识别,但不能被相应的确定型有限自动机识别;存在语言能被二维二方向的非确定型有限自动机识别,但不能被相应的Las Vegas有限自动机识别.研究结果表明,二维二方向的Las Vegas有限自动机所识别的语言真包含确定型有限自动机所识别的语言;二维二方向的非确定型有限自动机所识别的语言真包含Las Vegas有限自动机所识别的语言.     

基于细胞自动机的公钥密码体制研究

为了解决高速实时信息传输的瓶颈问题,该文提出了一种基于细胞自动机理论的公钥密码算法.该算法以n个一维可逆细胞自动机为私钥,由它们构造出的二维Moore型不可逆的细胞自动机为公钥组成公钥密码体制.该算法实现简单,易于VLSI(超大规模集成电路)实现,有效地解决了复杂密码算法在高速实时信息传输时带来的瓶颈现象.     

一种新的混沌图像加密算法设计

基于修正版的Marotto定理提出了一种新的2维离散混沌映射。通过一个实数域到整数域的变换将该映射产生的混沌流转换成二进制伪随机序列。在此基础上结合二维非等长Arnold变换设计了数字图像加密算法,该算法具有类似一次一密的功能。对该算法的密钥空间、密钥敏感性、统计特性和抗干扰能力进行仿真分析。研究结果表明:该加密算法可以达到较好的加解密效果,可以满足商业网络安全通讯的需求。     

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。