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。     

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.     

m序列伪随机性的实验研究

m序列的伪随机性在理论上已有严格的证明。利用在核物理实验室中使用的多道分析器对m序列脉冲的伪随机特性进行了测试,其结果与理论相符,并对序列的分布作了统计性检验,最后提出一个改进“随机性”的简单方法。     

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.     

一种改进的伪随机数生成算法及随机性分析

通过对信息安全系统中常用的伪随机数生成算法及其随机性进行分析,比较了不同的伪随机数生成算法实现的优缺点。在此基础上提出了一种将Visual C++中伪随机数生成机制与线性反馈移位寄存器结合起来产生随机数的改进方案,通过数值模拟和对比分析表明,改进方案具有较好的计算性能和随机性。     

手写签名的概率神经网络识判模型

针对手写签名的随机性和信息的不完备性,提出了将Ｂａｙｅｓ网络与前馈神经网络相结合的概率神经网络模型．论述了建模的理论基础、模型结构、训练算法及其简化算法．概率神经网络可计算待测签名样本为真（或伪）签名的最大可能性,进而确定其所属类别     

威布尔分布尺度参数的最佳双边检验

众所周知,假设检验中有两类错误,即弃真和受伪的错误.传统检验方法拒绝域临界点的选取都是以尾部概率相等为准,这种方法得到的拒绝域使得犯第二类错误的概率累积值并非最小.此处从理论上推求给出威布尔分布尺度参数在犯第二类错误的概率累积最小意义下的最佳双边检验,并结合实例说明了最佳双边检验较传统双边检验的优越性.     

假设检验中两类错误分析与实验

依据小概率原则、中心极限定理以及抽样分布理论,研究了假设检验中犯“弃真”错误概率α、犯“取伪”错误概率β以及样本容量n之间的数量相依变化关系,并给出了它们之间数量关系的具体表达式.设计了显著性检验的数值试验,并给出了相应的MATLAB程序代码.结果表明:n固定时,α和β之间是此消彼长关系;对于固定的α,要降低β就必须增...     

求解一类单向函数的 TMP 权衡方法

针对求解一类具有良好伪随机性的单向函数,利用ＴＭＰ权衡技术,提出了一种新型的迭代算法．经过分析,此算法在计算上是可行的：其时间复杂度Ｔ～ｌｔ,空间复杂度Ｍ～ｍ,（其中ｍｌｔ≥Ｎ,Ｎ是所求问题定义域中元素的个数）,且此算法将以极大概率（在随机性假设下,以１概率）在上述时空复杂度内得出所求结果;同时,对特殊问题ＤＥＳ进行复杂度分析,证明了此算法的优越性．     

瑞利分布参数的最佳双边检验

假设检验中有两类错误,即弃真和受伪的错误。传统检验方法拒绝域临界点的选取都是以尾部概率相等为准,这种方法得到的拒绝域使得犯第二类错误的概率累积值并非最小。本文从理论上推求给出瑞利分布参数在犯第二类错误的概率累积最小意义下的最佳双边检验。     

基于模糊概率的零缺陷设计在产品质量中的应用

分析了产品质量设计中的模糊性和随机性，定义了零缺陷设计的基本概念。并在此基础上提出了基于模糊概率的零缺陷设计原理与方法，建立了相应的数学模型。实例计算证明，该模型具有实际应用价值，利用其进行产品质量设计可以使产品实现质优价廉。     

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。     

基于伪随机码生成器的数字产品加密研究

阐述了随机序列在数字产品产权保护措施中的作用,并对随机序列生成器底层逻辑进行了研究;对线性同余发生器存在的缺陷进行了改进,设计了一种新的随机序列发生器,对改进前后发生器进行参数检验、均匀性检验等随机性进行测试,结果表明,改进后的随机序列发生器有较好的随机性和独立性.     

斜拉桥复合地震易损性分析

通过引入ANN(artificial neural network,人工神经网络)计算斜拉桥复合地震易损性,显著减少在分析结构能力随机性过程中的计算量,获得结构能力概率分布.采用IDA(incremental dynamic analysis,增量时程分析)非线性时程分析法获得结构需求概率分布.通过蒙特卡洛抽样得到各PGA(peak ground acceleration,地面峰值加速度)下结构失效概率,进而获得易损性曲线.分析结果说明,使用ANN模拟结构能力分布可以显著减少计算量;在考虑结构能力随机性的前提下,斜拉桥地震易损性有所增加.     

关于等差数列前n项幂的和

自然数前n项的幂的和的计算是一个古老的经典问题,这个问题曾经被许多数学家们研究过:在这篇文章中,我们用初等方法计算 sum from k=1 to n([a+(k-1)d])~m的和,其中m、n是自然数。这个和是自然数前n项的幂的和的推广。     

一种基于混沌和Fibonacci伪随机数列的加密方法

利用Fibonacci数列本身的自相似性和Logistic映射在混沌状态下对初值的敏感性,以Logistic映射作为混沌模型,采用Fibonacci数列与混沌映射混合的方法产生混沌的伪随机数列.在取Fibonacci数列初始循环10万次,Logistic非线性差分方程系数3.8,进行1 000次迭代的条件下仿真.结果表明,这种方法提高了输出的混沌序列的随机特性,改进了有限精度的局限性,使混沌序列退化为周期序列的问题,使数列具有很好的随机性,使输出的伪随机数列的周期加大.利用该方法对数据进行加密,具有较高的稳定性和安全性.     

相依计数变量风险模型的大偏差

考虑每期索赔计数变量之间基于泊松AR(1)相依结构的离散风险模型, 利用特征函数的唯一性, 得到了其累积索赔总额的概率分布等价形式, 并建立了重尾索赔下索赔总额的精细大偏差.     

RFID中基于二分叠加的二进制防碰撞算法

提出了基于二分叠加的二进制搜索树防碰撞算法.对标签生成随机数的过程进行优化,标签每次生成随机数(O,1)的概率都相同,经过二次叠加后分布的概率就不完全相同,可从源头上降低碰撞概率,提高信道利用率.仿真结果表明,基于二分叠加的一进制搜索树防碰撞算法能减少碰撞次数,提高信道利用率.