一种LT码编码生成矩阵的伪随机产生方案

常用的LT码编码生成矩阵的传输方案是在每个编码数据包的头部额外增加一个开销,用于放置该数据包对应的编码生成矢量.该方案会产生较大的开销,造成传输效率降低.给出了一种编码生成矩阵在编码器和译码器间伪随机同步产生的方案.采用该方案时,只要编码器和译码器伪随机数发生器的算法相同,种子也相同,就能产生一样的均匀伪随机数序列,将其进行转化后就能得到相同的编码生成矩阵.种子数据量小,且只需要在伪随机数发生器初始化时编码器和译码器间交换一次即可.实验结果显示,生成的伪随机度值符合指定的度分布函数,数据包的伪随机选择也符合泊松分布.相比较传统方案,该方案避免了编码生成矩阵的直接传输,减少了传输开销,提高了传输效率.     

基于直方图均化法的改进Logistic映射伪随机数发生器设计及性能研究

Logistic映射伪随机数发生器(LM-PRNG)可用于生成均匀分布的伪随机数,但直接生成随机数的数据分布均匀性不佳.为此,文中根据LM-PRNG直接生成随机数数据分布的特性,设计了一种基于直方图优化法的改进Logistic伪随机数发生器(ILM-PRNG),并利用参数检验、均匀性检验及独立性检验分析了LM-PRNG和ILM-PRNG的性能.3种数据规模下的测试结果表明:在显著水平α=0.05下,LM-PRNG生成伪随机数序列的一阶矩在数据规模N=10~3和N=10~4时可以通过检验,在N=10~5时通过检验的比例为60%,其二阶矩、方差和均匀性在本次实验中均未通过检验,通过独立性检验的样本数占本次研究样本数的93.3%;ILM-PRNG生成的均匀分布伪随机数均通过参数检验、均匀性检验和独立性检验,其参数性与均匀性均随着生成数据规模的扩大而不断提高,独立性与数据规模的关系不大;ILM-PRNG可以克服LM-PRNG的不足,生成更良好的均匀分布伪随机数,是一种性能良好的新型伪随机数发生器.     

基于组合混沌的伪随机数算法研究

为了克服常见混沌映射在生成伪随机数过程中出现的缺点,在分析了常用混沌映射方法优缺点的基础上,提出了一种基于Logistic混沌映射与Tent混沌映射的组合混沌映射算法。经过分析验证表明该算法生成的伪随机数具有更好的随机性。     

随机性检测及其片面性

现有随机性检测规范由于没有系统地讨论统计检验和随机本质的联系,难以指导实际的安全性评估工作。通过随机性的不可区分性定义,论证了随机性检测在理想情况下需要考察所有概率多项式时间算法的区分情况,因此对随机性进行完备的检测理论上只能是无效的。由伪随机生成器的定义及其可证明性,论证了当随机种子较短时可通过构造概率分布并验证不可区分性证明的方法来检测伪随机性;并论证了对随机种子较长的伪随机生成器和非确定性随机生成器进行统计检验的必要性,运用概率工具证明了样本量与置信区间在进行统计检验时的定量关系。最后例证了NIST SP800-22中的统计检验方法无法探出某些明显的非随机特征。研究结果表明:实际可行的检测方法能检测出某些非随机特征,但无法给出随机性的断言。     

自然树木风吹效果的分形模拟

为了使生成的植物图像更加形象逼真,文章给出了在分形的递归过程中,调用随机函数来模拟自然界中树木的方法和用Turbo C编写源程序。并能通过改变每根树枝负重的大小来偏离原方向一角度(负重越大,偏角越小)来实现树木的风吹效果。论文中还将随机性引入L系统,并给出了生成随机数的算法。     

基于量子测量的随机数提取机制

通过分析一般的基于John von Neumann随机数提取机制的随机数生成方案,提出了一种改进的有效生成真随机数的方案。此方案只需制备一种单量子态进行测量,应用John von Neumann提取机制对数据做处理,最后得到平衡随机序列。与之前的方案相比,改进后的方案更加简洁,且初始阶段所需粒子由Bell态简化成了单量子态。在对大量随机序列做统计后估算误差,进一步提出了简单的生成非平衡随机数的方法。     

基于混沌系统的真随机数发生器芯片设计和实现

提出了一种真随机数发生器的硬件设计.结合时间离散混沌与振荡器采样,即由时间离散混沌系统作为高频振荡源,通过低速时钟采样产生随机数.理论研究和测试分析证明,该方案能生成分布均匀、彼此独立的随机信号.经制版流片后,芯片能在1 MHz时钟下输出满足随机性测试的串行随机数,且抗干扰性较好.     

一种改进的伪逆控制方案在DIVA模型中的应用

语音生成与获取是一个涉及大脑诸多部位的复杂认知过程,这个过程包括一种从依照句法和语义组织句子或短语的表述一直延伸到音素产生的分层结构。DIVA(directions into velocities of artculators)模型,是一种关于语音生成与获取后描述相关处理过程的数学模型,也是一种为了生成单词、音节或者音素,用来控制模拟声道运动的自适应网络模型。在当今真正具有生物学意义的语音生成和获取的神经网络模型中,DIVA模型的定义和测试相对而言是最彻底的,并且是唯一一种应用伪逆控制方案的模型。文中引入基于零空间的伪逆算法,对DIVA模型中的伪逆控制求解算法进行改进,从而更加精确地获得了DIVA模型的相应参数,提高了DIVA模型的鲁棒性。     

一种超素数的快速算法

利用原根的性质和幂模运算给出了生成超素数的快速算法,特别对于构造大超素数具有重要价值,从而为一种伪随机数生成的新方法--超素数法提供了保证.     

改进的 TDCS 基函数生成算法及性能分析

针对变换域通信系统在幅度谱成型采用硬判决门限算法和基于m序列的伪随机相位生成算法两方面存在的不足,提出了一种改进的变换域通信系统(tranform domain communication,TDCS)基函数生成算法.在对电磁环境估计的基础上,翻转功率谱进行免门限幅度谱成型,同时利用“注水定理”功率分配法改变调幅因子,增强了系统的抗干扰能力;使用gold序列代替传统的m序列进行伪随机相位生成,伪随机相位的随机性得到很大的提高,增大了噪声系数NFI,改善了系统的射频隐身性能.仿真结果表明,通过同时改进幅度谱和伪随机相位生成,基函数的性能得到明显的改善,使变换域通信系统具有良好的低截获/低检测特性,同时兼顾抗干扰与射频隐身能力.     

一种基于动态循环代替表的加密算法

在对单表置换密码进行研究后,结合字节交换和循环移位思想,提出一种基于动态循环代替表的加密算法.该加密算法的初始代替表是两条256字节不重复随机序列,它们由密钥通过两种不同的伪随机数发生器产生,代替表的初始状态由密钥决定.在加密算法的设计过程中,引入椭圆曲线密码(ECC)技术进行密钥协商,解决算法使用过程中的密钥管理问题...     

产生2元M序列的一个新算法

M序列是非常重要的伪随机序列.给出了2元n级M序列的一个新的递归算法,该算法所需存储空间约为4n比特.而且只要经过一些修改便可生成大量的M序列.     

基于双向扩散机制融合伪随机数同步生成器的快速图像加密算法研究

针对当前混沌加密系统普遍了采用单向扩散机制进行加密,导致了较低的计算效率和加解密速度,在面对高解析度、大容量图像时,无法满足安全、实时性等缺陷,设计了一种双向扩散机制和伪随机数同步生成器,提出了基于双向扩散机制与伪随机数同步生成器的图像加密算法;并与传统的加密机制进行了对比分析。通过伪随机数同步生成器将256 bit长的外部密钥同步生成加密算法的初始条件和控制参数,并进行迭代计算超混沌系统,得到一组超混沌序列;然后用位置集合置乱方法置乱该序列,得到一个位置集合,用该集合置乱图像;最后采用密钥流机制量化超混沌序列,通过双向扩散机制加密图像。借助MATLAB仿真实验来测试该算法,结果显示具有理想的加密质量,加密机制高度安全,密钥空间足够大;较传统的扩散机制而言具有很高的计算效率,加密速度快,可满足实时传输要求。     

伪随机数随机性的一种新检验

伪随机数通过的随机性检验越多,说明其随机性越好．利用生产的随机数精度固定这一特点,根据小数点后面n个数字之和,提出了尾数和的概念,并给出了求尾数和分布频数的算法．根据尾数和分布概率提出了一种检验伪随机数的新方法．当尾数较长时,尾数和的分布服从渐近正态分布．求出其期望和方差,并给出了求尾数和分布概率的近似估计公式．     

时间延迟与超混沌Chen系统相融合的图像加密算法研究

时间延迟是自然界一种普遍存在的现象,在图像加密中的伪随机序列形成过程中同样存在时间延迟现象。超混沌系统由于它具有良好的伪随机性、轨迹难以预测与分析以及相空间极其复杂等特征,使其非常适用于加密领域。但是在当前利用混沌或超混沌系统对图像进行加密的研究中,都没有考虑时间延迟这一特征,使其产生的混沌序列的自相关性不理想,加密效果不佳,无法反映出加密的实际过程。对此,本文提出一个时间延迟函数与位置索引置乱方法,采用时间延迟与超混沌Chen系统相结合的加密方法来解决此问题。通过时间延迟函数将时间延迟引入到超混沌Chen系统生成的混沌序列中,得到一组关于时间延迟的超混沌伪随机序列;然后利用位置索引置乱方法对其进行置乱,得到一组新的伪随机序列,并利用该新序列对图像进行置乱处理;最后采用密钥流机制对时间延迟的混沌伪随机序列进行量化,并利用密钥流机制处理后的新序列对图像进行扩散加密处理。借助MATLAB仿真软件来验证该算法,结果表明：本文提出的图像加密新算法具有理想的加密性能,所生成的混沌序列的自相关性系数变化更小,其密钥空间相当大,抗攻击能力大幅度提升。     

一种产生单向分解值的算法

由于 12 8位的单向分解值将越来越不能满足信息安全的需要 ,本文提出了一种利用伪随机序列产生单向分解值的算法。该算法利用 2 5 6个不同的数所随机组成的不同排列来产生一个 2 5 6位的单向分解值。由于 2 5 6 !=8.5 78× 10 50 6,所以在这个巨大空间上可以方便地设计安全的单向分解值变换 ,从而可以取代MD5应用于对身份认证要求较高的场合     

基于m序列的循环码的译码

通过分析m序列的随机特性,给出了改进的顺序移位译码器,当错误个数超过该纠错码的纠错能力时,得到了译码错误概率的计算公式,完善了基于伪随机序列的循环码的译码。     

一种多点协作压缩感矢卩信道估计伪随机导频图案生成算法

为了减少集中式/协作式/云计算无线接入网(centralized,cooperative,cloud radio access network,C-RAN)平台多点协作通信的信道估计中插入导频的数量,引入了压缩感知技术,进而提出一种伪随机导频图案生成算法,生成一种导频图案设计方案.由该算法生成的导频图案能满足压缩感知的观测矩阵条件,可以使得收发两端能同步计算出导频位置信息,克服了传统压缩感知信道估计因采用随机导频图案使得接收端很难确定导频的插入位置信息,进而很难分离导频与数据的问题.此外,该算法还能根据实际硬件条件,在性能与计算时间上进行权衡.通过在数字信号处理(digital signal process,DSP)芯片上进行硬件验证和Matlab软件上进行仿真验证,仿真结果表明,在C-RAN平台的多点协作通信的信道估计中,提出的方案具有较好的性能.