细胞自动机组合伪随机序列发生器
伪随机码发生器研究与设计
伪随机码发生器的研究与设计Pseudo-random code generator Research and Design摘要伪随机序列产生技术是集数学、计算机科学、电子与通信等诸多学科于一身的技术,其产生技术自上世纪末至今一直是国内外的研究热点并取得了不少的成果。
伪随机码越来越受到人们的重视,被广泛应用于导弹、卫星、飞船轨道测量和跟踪、雷达、导航、移动通信、保密通信和通信系统性能的测量以及数字信息处理系统中。
目前国内外均有项目研究提高伪随机序列发生器可靠性、状态利用率等问题。
本课题介绍了伪随机码的应用和研究概况，研究了伪随机码的产生方式和产生原理，并以此为基础阐述了一种基于移位寄存器的m序列伪随机码发生器的设计与实现的方法。
最终在使用集成电路的前提下，先分析由移位寄存器电路构成的伪随机序列发生器的设计方法，分步设计了移位寄存器电路和同步复位信号发生电路；再通过一系列的误差和可靠性调整设计，最终用小规模集成电路和外加时钟信号设计实现了线性反馈移位寄存器产生周期P=15的m序列，并且给出了完整的实现电路和时序分析结果。
关键词：伪随机码，绕码，m序列，移位寄存器ABSTRACTPseudo-random sequence generation technique is a mathematics, computer science, electronics and communication, and many other subjects in one of the technology, its production technology since the end of the century has been the research focus at home and abroad and made a lot of results.Pseudo-random code more and more attention, is widely used in missiles, satellites, spacecraft orbit measurement and tracking, radar, navigation, mobile communications, secure communications and communication system performance measurement and digital information processing system. Research projects at home and abroad are pseudo-random sequence generator to improve reliability, availability status and other issues.This topic describes the application of pseudo-random code and research overview of the pseudo-random code generation means and generating principle, and described as the basis for an m-sequence shift register based pseudo-random code generator of the design and implementation Approach. Final premise in the use of integrated circuits, the first shift register circuits of the pseudo-random sequence generator design, step by step design of the shift register circuit and the synchronous reset signal circuit; then through a series of errors and reliable Adjustment design, end-users and small-scale integrated circuit design of the clock signal applied to achieve a linear feedback shift register generating cycle P = 15 m-sequence and provides a complete implementation of the circuit and timing analysis. Key words：Pseudo-random code,Around the code, m sequence,Shift register目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1 伪随机序列的研究概况 (1)1.2 伪随机序列的应用领域及其意义 (1)1.3 课题研究内容与难点 (2)2 伪随机序列发生器 (3)2.1 伪随机序列的定义及其特点 (3)2.2 伪随机序列的产生 (3)2.3 伪随机序列反馈函数 (4)3伪随机码发生器电路设计 (7)3.1 移位寄存器电路设计 (7)3.2置数功能电路设计 (7)3.3可靠性附加电路设计 (8)3.4元器件选型 (10)3.5整体电路图 (10)4电路时序分析 (12)4.1移位寄存器电路时序分析 (12)4.2完整电路时序分析 (12)结束语 (14)参考文献 (15)附录芯片逻辑引脚图及各型号性能对比 (16)致谢 (17)1 绪论1.1 伪随机码的研究概况伪随机码又称伪随机序列或伪噪声序列。
基于耦合可控细胞自动机伪随机序列发生方法研究
ＺＨＵ ｏ ｐ ｎ ＬＩ Ｆ ｎ － ｕ Ｂａ － ｉ ｇ Ｕ ｅ ｇ ｙ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔｏ ｏ ｕｅ ｃ ｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ． ａｊ ｇ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｏ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｆＣ ｍｐ ｔ Ｓ ｉ ｃ ｍ ｒ ｅ ｅ ｈ ｏｏｙ Ｎ ｎｉ ｎｖｒｉ ｆ ｎ ｔ Ｓｉ ｃ ｃｅ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ， ａｊ ｇ ２ ０ ９ ） ｎ ｅｈ ｏｏ Ｎ ｎｉ ０ ４ ｙ ｎ １
ｌ 引 言
伪 随 机 序 列 发生 器 广 泛应 用 于序 列 密码 等 领 域 ， 列 密 码 序 体 制 的关 键 问 题 是 产 生 较 长 的 不 可 预测 的 密钥 序 列 。 由于 真 随 机序 列 只能 来 自于 自然 现 象 ， 实 际 应 用 中它 们 的 生 成 相 当 困 在 难， 因此 采 用 人工 方 法 生 成 的伪 随机 序 列 被 广 泛 地 应 用 。 目前 广 泛 研 究 的 是 基 于 细 胞 自动 机 （ｅ ｕａ ｕｏ ｔ，Ａ） 伪 随 ｃｌ ｌｒａｔ ａ Ｃ 的 ｌ ｍａ 机 序 列 发生 器 细 胞 自动 机 模 型 最 早 是 由冯 ・ 伊 曼 （．ｏ ｅｍａｎ 提 诺 Ｊ ｎＮ ｕ ｎ ） Ｖ 出 来 的【 用 于 模 拟 生 命 系 统 所 具 有 的 自复 制 功能 ， １ Ｉ ， 它具 有组 成 单元 结 构 的简 单 性 、 元 之 间作 用 的 局 部 性 和 信 息 处 理 的 高 度 单 并行 性 。 表 现 出 复杂 的全 局 特 性 等 特 点 。１ ８ 并 ９ ５年 Ｗｏ ｒｍ 首 ｌａ ｆ 次 提 ｝ 了基 于 一 维 细 胞 自动 机 的 伪 随 机 序 列 日 并 将 它 应 用 于 ｆ Ｉ ， 序 列 密码 。 献 『 证 明 了该 随 机 序 列 发 生 器 优 于其 它广 泛 使 用 文 ２ ］
参数化伪随机序列发生器
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目 录
• 引言 • 参数化伪随机序列发生器的原理 • 参数化伪随机序列发生器的实现 • 参数化伪随机序列发生器的性能分析 • 参数化伪随机序列发生器的应用实例 • 结论与展望
PART 06
结论与展望
结论
1
参数化伪随机序列发生器是一种高效、灵活的随 机数生成方法，适用于各种应用场景，如密码学、 统计学、计算机模拟等。
2
通过调整参数，可以控制随机数的分布、周期、 质量等特性，以满足不同需求。
3
与传统伪随机数生成器相比，参数化伪随机序列 发生器具有更好的随机性和更快的生成速度。
实际线性复杂度
实际应用中，伪随机序列发生器的线性复杂度受到多种因 素的影响，如算法设计、初始状态等。
PART 05
参数化伪随机序列发生器 的应用实例
加密通信
01
02
03
加密算法
数据完整性
网络通信安全
伪随机序列发生器用于生成加密 算法所需的密钥，确保通信安全。
通过使用伪随机数生成器，可以 创建消息的数字签名，验证数据 的完整性和真实性。
【国家自然科学基金】_伪随机序列发生器_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
科研热词 音频数字水印 雷达探测 零水印 软件无线电 计算上不可区分性 编码 统计特征 线性反馈移位寄存器 线性伸缩恢复 纠错码 等间隔收发 移频键控fsk 相关噪声 电离层斜向返回探测系统 数字版权管理 数字水印 可控震源 协议模糊攻击 伪随机序列发生器 三元伪随机序列 pxi(peripheral component interconnect ex prsg序列 m序列
2014年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2014年 科研热词 随机性 进位反馈移位寄存器 混沌系统 检测 广义同步定理 修正的马罗驼定理 伪随机数发生器 三角混沌映射 feistel结构 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
科研热词 混沌 伪随机序列 非线性系统 随机性 锯齿映射 计算机模拟 耦合映像格子 现场可编程门阵列 混沌理论 流密码 时空混沌 变结构混沌 伪随机数
推荐指数 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
科研热词 锁相环 量化 细胞自动机 硬件实现 盲水印 电路设计 版权保护 混沌跳频 混沌系统 多目标遗传算法 基准电路 单片机 加权 伪随机序列 伪随机发生器 m序列 logistic-映射 iscas'85 dct
伪随机序列发生器
伪随机序列发生器一、实验目的：理解伪随机序列发生器的工作原理以及实现方法，掌握MATLAB\DSP BUILDER设计的基本步骤和方法。
二、实验条件：1. 安装WindowsXP系统的PC机；2. 安装QuartusII6.0 EDA软件；的序列发生器，并通⒈ ⒉ ⒊⒋⒌⒍⒎⒏⒐ ⒑ ⒒⒓⒔⒕⒖⒗四、实验原理：对于数字信号传输系统，传送的数字基带信号(一般是一个数字序列)，由于载有信息，在时间上往往是不平均的(比如数字化的语音信号)，对应的数字序列编码的特性，不利于数字信号的传输。
对此，可以通过对数字基带信号预先进行“随机化”(加扰)处理，使得信号频谱在通带内平均化，改善数字信号的传输；然后在接受端进行解扰操作，恢复到原来的信号。
伪随机序列广泛应用与这类加扰与解扰操作中。
我们下面用DSP BUILDER来构建一中伪随机序列发生器——m序列发生器，这是一种很常见的伪随机序列发生器，可以由线性反馈器件来产生，如下图：其特征多项式为：()∑==ni i i x C x F 0注：其中的乘法和加法运算都是模二运算，即逻辑与和逻辑或。
可以证明，对于一个n 次多项式，与其对应的随机序列的周期为。
12−n 接下来我们以为例，利用DSP BUILDER 构建这样一个伪随机序列发生器。
125++x x开Simulink 浏览器。
Simulink我们可以看到在Simulink 工作库中所安装的Altera DSP Builder 库。
2. 点击Simulink 的菜单File\New\Model 菜单项，新建一个空的模型文件。
3. 按照下图在Model编辑器的工作区中放置如下的模型：其中Logical Bit Operator模块在Gate & Control库中，把它拖到工作区中后双击打开参数设置对话框，设置成2输入异或门。
为了能够在Matlab中获得仿真结果，可以给输出再添加一个示波器Scope，这个模型在Simulink标准库的Sources库中。
基于量子元胞自动机的真随机数发生器设计
基于量子元胞自动机的真随机数发生器设计
秦亚辰;解光军
【期刊名称】《合肥工业大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(45)2
【摘要】量子元胞自动机(quantum-dot cellular automata,QCA)是一种典型的纳米器件,有望成为VLSI设计中CMOS晶体管的替代者。
文章基于QCA的内禀属性,以QCA交叉耦合结构为理论依据,设计一种真随机数发生器(true random number generator,TRNG),从基础单元的设计和仿真到最终实现位拓展的功能,全程都基于QCA-Designer软件平台加以实现。
与之前类似的研究成果相比,该文所设计的电路结构大大降低了延迟、功耗和元胞面积,具有一定的优势。
最终收集的仿真结果要经过行业标准测试,由美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)提供评估标准,证明了产生的随机序列具有优良的随机性。
【总页数】6页(P208-212)
【作者】秦亚辰;解光军
【作者单位】合肥工业大学电子科学与应用物理学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN791
【相关文献】
1.一种基于2-by-n元胞自动机的高质量伪随机数发生器
2.基本和混合元胞自动机的伪随机数发生器研究
3.基于一维扩展元胞自动机的伪随机数发生器研究
4.一种基于随机储存元胞自动机真随机发生器
5.基于量子元胞自动机容错全加器的设计
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【国家自然科学基金】_独特性_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
特质 特征识别 潮间带植物生境 溶胶-凝胶 治疗. 水溶性共轭聚电解质 水沙动力过程 气温 橡胶集料混凝土 横梁 核心活动 无能量损失立体图对 新技术企业 数学模型 政治身份 政治行为 掺杂 抗震性能 感兴趣子区域 微观模型 微生物多样性 微生物 影响 建筑空间 广东少数民族 工业矿物 岛屿海岸 寻求差异行为 密码学 实体重建 宏观模型 子公司特定优势 外来种 城市 在线渠道 土壤纤毛虫 圆环面 围海造地 嗜盐细菌 嗜盐古菌 商业化战略 品牌选择 变化特征 博弈论 动态能力 动态知识竞争力 创造性毁灭 创新能力 创新性成果 创业机会类型 分子水平 决策矩阵 农业 全球变暖
演化 消费行为 消费文化 消费决策 流域洪水数字模型 民间组织 模式分类 概念模型 桃花沟森林公园 核心竞争力 核心活动 校正误匹配 标准化接口 期望的贡献 最稳定极值区域(mser) 易逝品 无创检测 文化 散射 收益管理 提供的回报 技术创业 幼儿 巯基化合物 工作记忆 居里等温面 小陇山麻沿林区 小陇山自然保护区 多尺度自卷积熵(msae) 多尺度自卷积(msa) 基因多态性 城市 地球动力学 地域结构 土壤纤毛虫 图像识别 句法 县域经济 北京都市区 动物 动力学 制造业 创业过程 决策矩阵 入侵检测 免疫机理 光线追踪 偏好 信用供给 信息结构 优势关系评估法 从众效应 人类 产业发展
推荐指数 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
一种新型基于FPGA的伪随机序列发生器设计
参考文献
级数 （ ｎ ） 可调 的是本设计的核心之一 ，实 现移位寄存器的多级 移位可调 。伪 随机序列 发 生器 可 由 ｍ序列 的特 征 向量 ，根据控 制级数 的输入信号 （ ｎ ） ，产生 ３ ～ １ ６级 的任意一级 的随 机序列 ，产生 的最长 的序 列长度 为 ，基本上 可 以满足一般应用需求。级数控制 输入信号是
学学报 ， ２ ０ １ ２ ．
Ｇｏ ｌ ｄ序列 、Ｍ 序 列等 ，本 文设计 的伪 随机序 列 发生器是 采用 ｍ序 列设计 的。反馈 函数 可
所 输入 的 ３ Ｎ １ ６级 任意 一个 十进制数 。如 图 ２ 所示 ， 级数控 制输入信号到译码器 中进 行译码 ， 将译码的结果传到多路选择器 。通 过多路选择 器进行选择 ，得到不同的移位控制信息，输出 的移位控制信息控制移 位寄存器组 。 核心 ，实现线性反馈线性移 位寄存器 的反馈 系
系数 可 调 的特 性 。
个电路 ，使 用统一 的输入输 出管脚 ，统一 的
输 入时钟信 号 。输入信 号有 ：４位 的级 数 （ ｎ ） 合 。该设 计的电路可以产生 的最长的序列长度 控制输入 、使能控制、输入 时钟、反馈系数控 为 ，可 以满 足大部 分场合 下的要求 。整体 电 制（ ｃ ） ；输 出信号有 ：伪 随机 序列输 出。 电路 路硬件结构简单、 占用的器件 资源少 、具有很 结构如图 １所示。
电力 电子 ・ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ
一
种新型基于 Ｆ Ｐ Ｇ Ａ的伪随机序列发生器设计
文／ 赵怡 余 稀
特
用 Ｑ ｕ 路
馈
机
反