一种新的混沌伪随机序列的生成方法

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多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法研究

第39卷第3期2009年2月数学的实践与认识M A TH EM A T I CS I N PRA CT I CE AND TH EO R Y V o l 139　N o 13　Feb.,2009　多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法研究周志刚1,　徐江峰1,　李苏贵2(1.郑州大学信息工程学院,郑州　450001)(2.郑州大学升达经贸管理学院,郑州　450001)摘要:　针对单混沌系统因计算机有限精度效应产生的混沌退化问题,提出了一种多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法,基于该方法构建的混沌系统较单混沌系统具有伪随机序列周期大,密钥数量多,密钥空间大等优势,所产生的密码具有更高的安全性能.仿真结果表明,该方法在低复杂度条件下可以生成大量具有良好自相关和互相关特性的混沌序列,在安全领域具有良好的应用前景.关键词:　多级混沌映射;变参数;伪随机序列;自相关;互相关1　引言收稿日期:2008208204 混沌是确定性系统中出现的伪随机现象,混沌系统产生的混沌序列是一种具有良好随机性、相关性和复杂性的伪随机序列,其结构复杂,难以分析和预测.混沌信号还具有对初始条件的极端敏感性、拟噪声等等天然的优良密码学特性,因此混沌加密近年来越来越受到关注,已被广泛应用于密码学、保密通信等领域.但是,目前在混沌序列密码的研究中,大部分基于混沌伪随机数发生器的流密码体制都是只使用单个混沌系统,这在计算机的有限数字精度下,其混沌特性存在明显的退化,从而使得生成的混沌序列退化为周期序列,而且实际生成的序列的周期和密码学特征难以度量,导致实际结果与理论结果大相径庭.因此,有限精度效应是混沌序列从理论走向应用的主要障碍.本文基于一维分段线性混沌映射PL C M 和L ogistic 混沌映射,提出了一种参数随机变换的混沌系统的伪随机序列发生器的新的实现方案,该方案在有限精度条件下,使参数不断变化,即使迭代到了与先前某个状态x (i )相同的状态x (i ′),只要混沌参数与上次达到该状态时的不同,混沌序列也不会陷入循环状态,大大增大了产生的混沌序列的周期.同时,由于引入了另一个参数随着迭代次数的变化在两个值之间来回切换的混沌系统来产生混沌序列生成过程中的控制参数,增大了密钥空间,极大地提高了产生的混沌序列的抗破解能力.2　参数随机变化的一维混沌映射通过随机改变混沌映射的参数,可以提高混沌序列的复杂性,并且在有限精度实现时,使得混沌序列的周期可用不同参数的混沌映射的数目来度量,即混沌序列的周期等于状态x (i )的周期与参数的周期的乘积.2.1　一个良好随机统计特性的分段线性混沌映射PL C M在文献[1]和[2]中提出了一个良好随机统计特性的一维分段线性迭代混沌映射,其定义如下:x n +1=F (x n ,p )=x n p ,x n ∈[0,p )(x n -p ) (0.5-p ),x n ∈[p ,0.5]F (1-x n ,p ),x n ∈[0.5,1)(1)其中,x ∈[0,1),p ∈(0,0.5).该迭代系统是混沌的,其输出信号{x (t )}在[0,1)上遍历,且具有良好的自相关性和均匀分布特性.2.2　L og istic 混沌映射x n +1=F (x n ,Λ)=Λx n (1-x n )(2)其中,0Φx n Φ1,n ∈Z ,当Λ∈[3.57,4)时,系统是混沌的.若直接利用(1)式的迭代来产生密钥序列存在混沌参数p 易被破解的缺陷.对于由(1)式生成的混沌序列,只要得到位于同一个分段上的任意两个(或多个)的点对(x (t ),x (t +1))、(x (t ′),x (t ′+1)),就能确定出参数:p =(x (t ′)-x (t )) (x (t +1)-x (t ′+1))(3)2.3　参数随机变化的多级一维分段线性混沌系统基于PL C M 和L ogistic 混沌映射,本文设计了一个基于参数随机变化的多级混沌系统.如图1所示:图1　基于参数随机变化的多级混沌系统其中,s 01,s 02是随机输入的初始条件,F 1p 是一个单独的一维分段线性混沌映射PL C M ,x (i +1)=F k (x (i ),p ),其中k >n [2],k 为迭代级数.F 1p 用来控制F 2p 的初始化和迭代过程.它的初始值是随机输入的s 01,利用s 01作为F 1p 的初始条件来生成x (1).由于是在有限精度下实现,所以设其精度为n ,则序列{x (t )}∞t =1的取值空间为2n .F 2p 也是一个一维线性混沌映射PL C M ,在n =16精度下,由于参数p 的取值空间为216所以对不同的参数p ,F 2p 可以看成是不同的混沌模型.也即相当于存在216个一维线性混沌映射F (x ,p ).在每次迭代的过程中,F 2p 中的控制参数p 是这样产生的:1)初始时,随机输入一个数据0<s 02<1,计算F 3Λ(s 02,Λ),p =F 3Λ(s 02,Λ) 3,其中Λ=Λ1或Λ2.2)当t >1时,p =F 3Λ(x (t -1),Λ) 3,其中Λ=Λ1或Λ2.7613期周志刚,等:多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法研究3)F 3Λ中的参数Λ是这样控制在Λ1和Λ2之间来回切换的:把迭代次数t 余运算正整数m ,当运算结果为奇数时,F 3Λ中使用参数Λ1,当运算结果为偶数时,F 3Λ中使用参数Λ2.这就保证了在生成{x (t )}∞t =1的过程中,当某次迭代产生的x (t ′)与之前的某次x (t )相等时(其中t ′>t ),与x (t ′)对应的参数p ′也以极大的概率与x (t )对应的参数p 不相等.只有当某次的迭代状态与之前的相同而且要使其对应的参数也与之前的相同时,混沌序列才会出现循环.在该伪随机序列发生器中,只有当x (t -1)与x (t ′-1)相等,x (t )与x (t ′)相等,而且还必须当t ◊m 与t ′◊m 运算得到的这两个数的奇偶性相同时,该伪随机序列才可能会进入周期循环之中.这样,混沌序列的周期即T =h ×22n ,其中n 为精度,h =1,2,3,4,…,h 和初始值和m 有关.从而在有限精度实现时,输出混沌序列的周期变大,并可以度量.2.4　状态演化仿真初始值是s 01=7.271132169296769e -001,s 02=3.092901597909578e -001,参数p =0.43,Λ1=3.57,Λ2=3.89,n ′=13,m =5时,该系统迭代5000次时生成的混沌序列演化图.图2　该伪随机序列发生器生成的x (t )序列的状态演化图3　把生成的{x (t )}∞t =1序列转换为0-1序列{K (i )}N 2i =N 1把根据图1生成的模拟序列{x (t )}∞t =1用量化函数进行量化,得到0-1二进制序列{s (t )}∞t =1:s (t )=Q (x (t )),t =1,2,3,…Q (x (t ))=1,x ∈∪2n ′-1-1d =0I n ′2d +10,x |∪2n ′-1-1d =0I n ′2d +1(4)其中,n ′为任意正整数,I n ′0、I n ′1、I n ′2、I n ′3,…是区间[0,1]的2n ′个连续的等分区间.由于混沌序列{x (t )}∞t =1具有良好的随机统计特性,这样生成的{s (t )}∞t =1在理论上具有均衡的0-1比和∆2like 的自相关等优良的统计特性.最后,为了进一步增加算法的随机性,提高序列的抗破解能力,使得对初始条件的攻击无效,加密时截掉序列的初始端部分和结尾部分,假设序列{s (t )}L t =1的长度为L ,任取截点N 1,N 2,满足1<N 1<N 2<L ,经过这样的处理后,得到所需要的二进制伪随机序列861数　学　的　实　践　与　认　识39卷{K (i )}N 2i =N 1,该序列的长度为L =(N 1-N 2+1).这样,本算法的保密性不但依赖于混沌系统的参数和初始条件,而且还依赖于保密系统的初始值N 1,N 2和随机选取的某个正整数m ,m =1,2,3,4,5,….这样,加密系统的密钥就包括N 1,N 2,m ,n ′,s 01,s 02,p ,p (1)～p (2n ),Λ1,Λ2,这就使得密码分析变得极其困难.4　性能分析本文设计的混沌系统有以下优点:1)保证了产生的0-1序列满足二值分布.在迭代过程中,每次换一个混沌参数p (t ),相当于更换了一个混沌方程.由此来提高产生的混沌序列的复杂性,而且对于相同的状态x (t ),由于它所对应的参数p (t )不同,使得它的下一个状态x (t +1)不同.2)使得破解参数p 变得异常复杂.破解一个一维分段线性混沌的参数p 需要该混沌2个点对.本系统有2n 个不同的混沌方程.所以一个点对落入一个指定的混沌的概率为2-n ,2个点对同时落入一个指定的混沌方程的概率为2-n ×2-n =2-2n ,因此,破解本系统的一个混沌参数的复杂度是破解一维分段线性混沌映射的22n 倍.全部破解p 1,p 2,p 3,…,p n 2这2n 个参数,其复杂度是破解一维分段线性混沌系统的2n ×22n =23n 倍.同时由于N 1,N 2,m 的引入,破解该混沌系统的复杂度在此基础上又得到了极大的提高,使得的到的混沌序列的随机性更强,周期更长,极大地增强了抗密码分析的能力.3)进一步增大了序列的周期.作为密码序列,其周期应该越长越好.而定参数的方法产生的序列的的周期完全取决于序列{x (i )}的精度.而本文采用的方法其周期由混沌参数的改变周期与{x (i )}的周期的乘积来决定,即,h ×2n ×2n =h ×22n (n 为数字化精度,h 为正整数),这样产生的序列周期大大增加.而且可以度量.5　仿真验证5.1　初值敏感性分析任取两个该伪随机发生器的迭代初始值s 01相差仅10-16,从图3(a )可看出,大约经历15次迭代之后,这两个序列变得完全不同了.这说明该伪随机序列发生器极好地保持了混沌映射的对初始值的高度敏感性.5.2　序列的线性复杂度由B erlekam p 2M essy 算法对该序列的线性复杂度进行分析,可从图3(b )看出,该序列的线性复杂度曲线趋向于独立二项同分布随机序列的复杂度曲线,约等于序列长度的一半,表现出良好的随机性,满足保密通信的要求.5.3　序列的自相关与互相关检验从图3(c )、(d )可以看出,该伪随机数发生器生成的二进制混沌序列{k (t )}∞t =1具有类似∆-like 的性质,有尖锐的自相关和良好的互相关性.5.4　序列的0-1比检验初始值是s 01=7.271132169296769e -001,s 02=3.092901597909578e -001,参数p =0.43,Λ1=3.57,Λ2=3.89,n =13,m =5时,该系统迭代5000次时生成的混沌序列s {t }5000t =1中‘1’的个数N 1为2491,‘0’的个数N 0为2509,所以N 0 N 1=1.007.9613期周志刚,等:多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法研究图3理论上二进制伪随机序列的0-1比计算公式为:r 01=m in L →∞N 0(J )N 1(J )=1-∫L 0∫L 0T n(x ,y )P (x ,y )d x d y ∫L 0∫L 0T n(x ,y )P (x ,y )d x d y =1(5)其中N 0(J )和N 1(J )分别表示得到的二进制序列中“0”和“1”的个数.由此可以得出该二进制序列s {t }5000t +1有均衡的0-1比.6　结束语由于单混沌系统在计算机有限精度下,存在短周期以及周期很难度量等动力学特性退化的弊端,所以本文提出了一种新的混沌映射参数在迭代的过程中不断变化的伪随机序列生成方案,该方案不但增加了混沌序列的周期和混沌系统的密钥空间,而且实现起来也比较快捷,而且有很强的看密码分析能力.通过计算机仿真表明,该方案产生的混沌伪随机序列具有很强的复杂性和很好的分布性,周期也容易度量,并且很容易运用到实际中去.本文虽然以一维分段线性迭代混沌映射PL C M 为例讲解了该方案,该方案同样也适合于其他任何迭代混沌映射.参考文献:[1]　王相生,甘骏人.一种基于混沌的序列密码生成方法[J ].计算机学报,2002,25(4).[2]　李树均等.一类混沌流密码的分析[J ].电子与信息学报,2003,25(4).[3]　周红,俞军等.混沌前馈型流密码的设计[J ].电子学报,1998,1.[4]　周红,罗杰等.混沌非线性反馈密码序列的理论设计和有限精度实现[J ].电子学报,1997,10.[5]　于为中,马红光等.混沌退化及其在加密过程中的影响[J ].计算机工程与应用,2005,30.[6]　罗启彬,张健等.一种新的混沌伪随机序列生成方式[J ].电子与信息学报,2006,28(7).[7]　谢邦勇,王德石等.基于双混沌系统的伪随机比特发生器的研究[J ].海军工程大学学报,2007,19(5).071数　学　的　实　践　与　认　识39卷[8]　张巍,胡汉平等.一种新的混沌序列生成方式[J ].华中科技大学学报,2001,29(11).[9]　王兴元,刘威等.基于SCS 2PRBG 的数字流密码[J ].计算物理,2007,24(4).The Study on Pseudo -random Sequence Generation M ethodw ith Var i able Param eter of M ultistage ChaosM app i ng ZHOU Zh i 2gang 1,　XU J iang 2feng 1,　L I Su 2gu i2( r m ati on Engineering Co llege of Zhengzhou U niversity ,Zhengzhou 450001,Ch ina )(2.Shengda Econom ics T rade and M anagem ent Co llege of Zhengzhou U niversity ,Zhengzhou 450001,Ch ina )Abstract :　Because the computer li m ited p recisi on effect introduces the chao s degenerati on questi on in one chao s system ,th is article p ropo sed a m ethod of p seudo 2random sequence generati on w ith variable param eter of m ultistage chao s m app ing .Compares one chao s system based on th is m ethod constructi on chao s system to have the p seudo 2random sequence cycle to be big ,key quantity are m any ,the key space big superi o rity ,p roduces the pass w o rd has a h igher safety perfo r m ance .T he si m ulati on result indicated that ,th is m ethod m ay p roduce under the low comp lexity conditi on has the good autoco rrelati on and the m utual co rrelati on characteristic chao s sequence m assively ,has the good app licati on p ro spect in the security dom ain .Keywords :　m ultistage chao s m app ing ;variable param eter ;p seudo 2random sequence ;auto 2co rrelati on ;cro ss 2co rrelati on1713期周志刚,等:多级混沌映射变参数伪随机序列产生方法研究。

一种新的超混沌序列生成方法及应用

一种新的超混沌序列生成方法及应用田澈;卢辉斌;张丽【期刊名称】《计算机应用研究》【年(卷),期】2012(29)4【摘要】为解决传统低维二进制混沌序列作为伪随机序列来源而随机性不理想、动力学特性易退化的问题,利用四阶CNN细胞神经网络超混沌系统的四路实数值序列进行比较,生成一种新的四进制超混沌序列,并应用于数字签名算法和数据摘要算法.仿真结果表明,新的超混沌序列的随机性优于传统的二进制混沌序列,能够通过“一次一密”实现复杂网络环境中的快速加密数据传输,克服现有多种加密算法已被破译的问题.%As a new rich source of pseudo-random coding, the random property and dynamical degradation of low-dimensional binary chaotic sequences were non-ideal. Recently, several encryption and message digest algorithms have been deciphered. In order to solve these problems, it proposed an enhanced quaternary hyperchaotic sequence by comparing the four real-valued sequences of fourth-order CNN( cellular neural networks) hyperchaotic system. It proved that the random of quaternary hyperchaotic sequences was superior to the traditional binary chaotic sequences. Simulation results show the feasibility of the encryption algorithm and message digest algorithm in solving "one-time pad",rapid authentication and encrypted data transmission with complex network environment.【总页数】4页(P1405-1408)【作者】田澈;卢辉斌;张丽【作者单位】燕山大学信息科学与工程学院电子通信系,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院电子通信系,河北秦皇岛066004;燕山大学信息科学与工程学院电子通信系,河北秦皇岛066004【正文语种】中文【中图分类】TP311.56【相关文献】1.一种新的混沌伪随机序列的生成方法 [J], 丁勇;郑良洪2.一种新的混沌伪随机序列生成方法 [J], 李孟婷;赵泽茂3.一种新的面向对象软件集成测试序列生成方法 [J], 苏荟4.一种新的分形序列生成方法 [J], 陈楚;许勇;张凌5.一种基于超混沌的二值序列生成方法 [J], 姚洪兴;李萌;杜贤利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种新的混沌伪随机序列生成方式

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第２卷第７８期２０年７０６月
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、ｏ．８．，１ＮＯ７２Ｊ１０６ｕ．０２
Ｊｕｎｌｆｅｔｎｃ＆ＩｆｒｔｎＴｃｎｌｇｏｒａｃｒｉｓｏＥｌｏｎｏｍａｉｅｈｏｏｙｏ
迭代次数（）七
（）ａ
本文第２节给出了混沌随机序列发生器的产生过程，在此基础上讨论了混沌系统的扰动问题：第４节通过计算机仿真来验证所产生的混沌伪随机序列的性质：最后是结论。
图ｌ（）ｂｉｍａｐｎ的随机特性ａＨｙｒｐｉｇｄ
ＬｏＱｉｉｕ－ｎｂＺａｇｉｈｎａＪｎ
（ｓｔｔｏｌｃｏｉｎｉｅｉ，ＡＰＭｉｎａｇ２９０ｈｎ）ＩｔｕｅｔｎｃｇｎｒｇＣＥ，ａｙｎ６１０，ＣｉａｎｉｅｆＥｒＥｅｎ
ＡｂｔａｔＴｈｓｐｐｒｐｏｏｅｙｒｐｉｇｔｅｅａｅｃａｔｅｕｎｅｂｌｒｎｎｔｌｖｌｅｐｒｄｃｌ．ｅｓｒｃｉａｅｒｐｓｓｈｂｉｍａｐｎｏｇｎｒｔｈｏｉｓｑｅｃ，ｙａｔｉｇｉｉａａｕｉｉａｌＴｈｄｃｅｉｅｏｙｒｓｌｈｗａｅｐｏｅｔｓｏｔｅｈｂｉｈｏｉｅｕｎｅａｅｇｏ，ａｄｔｅｓｑｅｃｅｅａｏａｅｅｓｌａｉｅ．ｅｕｔｓｏｔｔｈｒｐｒｉｆｈｙｒｃａｔｓｑｅｃｒｏｄｓｈｔｅｄｃｎｅｕｎｅｇｎｒｔｒｎｂａｉｒｌｄｈｃｙｅｚＩｉａｃａｓｏｒｍｉｉｇｐｅｄ－ａｄｍｅｕｎｅｉｒｃｉａｐｌａｉｎ．ｔｓｌｆｏｓｎｓｕｏｒｎｏｓｑｅｃｎｐａｔｌｐｉｔｓｓｐｃａｃｏＫｅｒｓＣｈｏｉｓｑｅｃ，ｎｒｐｉｎＬａｕｏｘｏｅｔＡｕｏｃｒｅａｉｎｙｗｏｄａｔｅｕｎｅＥｃｙｔｏ，ｙｐｎｖｅｐｎｎ，ｔ－ｏｒｌｔｃｏ

一种新的混沌伪随机序列及其性能分析

列及其性能分析
罗松江，丘水生，开庆骆
（华南理工大学电子与信息学院，广州５０４）１６０
（ｕｓｎｊｎ＠１６ｔｎ）１ｏｏｇａｇ２．ｏｉｉ
摘
要：出了一种新的基于混沌系统的伪随机序列，提该序列能有效避免迭代过程中舍入误差积累的影响；随且
ｏｒｕｄｏｆｅｍｓｃｕｅｙｉｒｔｇｔｅｍａ．Ｗｉｈｉｅｅｃｆｓｐｓｅｉｓｕａｏ（ｉｅｉｔｖ１ｏｌｈｌｆｏｎ—ｆｎｒａｓｄｂｅａｎｈｐｔｉｔｔｅｄｆｎｅｏｔｉｎｉｌｉｔｎｅａ）ｒｓｇｔｈｆｒｅｚｍｔｎｍｒｉｙ
第２８卷第ｌ２期
２００８年１月２
文章编号：０１０１２０）２— １７～０１０ —９８（０８１３８３
一
计算机应用
ＣｏｕｅｐｌｃｔｏｓｍｐｔｒＡｐｉａｉｎ
Ｖ０．．２１２８Ｎｏ１
Ｄｅ．２０８ｃ０
ｖｒａｉｎｏｅｐｒｍｅｅａｕ，ｔｅｓｑｅｃｓｖｒｉｅｅｔＴｅａａｙｉｓｏｈｔｔｅｓｑｅｃｏｓｓｅｅｙｇｏａｉｔｏｆｈａａｔｒｖｌｅｈｅｕｎｅｉｅｙｄｆｒｎ．ｈｎｌｓｓｈｗｓｔａｈｅｕｎｅｐｓｅｓｓｖｒｏｄｔｆｅｙｔｇａｈｅｐｏｅｔｓｕｈａｈａｉｆ０１ｉｌｓｏ１ｌｒｅｌｅｒｃｍｐｅｉ，８－ｉｅａｔ — ｏｒｌｔｎａｄｃｏｅｔ — ｒｐｏｒｐｉｒｐｒｉ，ｓｃｓｔｅｒｔｏｏ－ｓｃｏｅｔ，ａｇｉａｏｌｘｔｅｎｙｌｕｏｃｒｅａｉｎｌｓ — ｋｏｏ

伪随机序列的生成方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710657524.1(22)申请日 2017.08.03(71)申请人普天信息技术有限公司地址 100080 北京市海淀区海淀北二街6号普天大厦(72)发明人郭旭兵　徐荣荣　(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司 11002代理人王莹　李官(51)Int.Cl.G06F 7/58(2006.01)(54)发明名称伪随机序列的生成方法(57)摘要本发明提供了一种伪随机序列的生成方法，根据N个第一初始数据和N个第二初始数据，分别计算N个第一数据和N个第二数据，并分别作为第一移位寄存器的初始数据和第二移位寄存器的初始数据。

根据第一移位寄存器和第二移位寄存器的初始数据可通过一个时钟周期生成伪随机序列中的第一个数据，并且每一个时钟周期产生伪随机序列中的一个数据，最终生成伪随机序列。

生成伪随机序列中的第一个数据只需一个时钟周期，大大提高了生成伪随机序列的速度，缩短了生成时间。

权利要求书2页说明书10页附图3页CN 109375897 A 2019.02.22C N 109375897A1.一种伪随机序列的生成方法，其特征在于，包括：S1，分别获取N个第一初始数据和N个第二初始数据；N为大于3的整数；S2，根据所述N个第一初始数据，基于第一递推公式，计算N个第一数据，并将所述N个第一数据作为第一移位寄存器的初始数据；S3，根据所述N个第二初始数据，基于第二递推公式，计算N个第二数据，并将所述N个第二数据作为第二移位寄存器的初始数据；S4，根据所述第一移位寄存器的初始数据和所述第二移位寄存器的初始数据，生成所述伪随机序列。

2.根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，S2具体包括：基于第一递推公式，通过所述N个第一初始数据中若干个第一初始数据对所述N个第一数据中每一个第一数据进行表示，并计算所述N个第一数据。

产生伪随机序列的一种方法

产生伪随机序列的一种方法
王群庞晶苏双臣
（．北华航天工业学院，河北廊坊０５０；２１６００．河北工业大学，河北廊坊０５０）６００
摘
要：由于混沌是一种动态的、类随机的非线性系统，且具有对初始条件敏感、连续的功率谱、各态遍历等
点数）从而得到变换的实部和虚部分别为：，
＝ｒｄ［ｊｋ］ｂｅｌＸ（ｗ），＝ｉｇＸ（ｗｋ］ｍａ［ｊ）
然后计算
口＋ｂ，就是混沌信号ｌ的２
功率谱（图１示）如所。通过仿真我们可以知道Ｌｒｚｏｅ混沌系统的功率谱ｌ是连续的且谱值是随着ｎｌ频率的增加而衰减的，不为０但。又由于它运动的轨迹极其复杂，例如在倍周期分叉过程中，每分叉一
次，功率谱中就出现一批对应新分频及倍频的峰，所
以混沌的谱不是平滑的，即谱中出现了噪声背景的
宽峰。
主要从事大规模集成电路设计，信号处理及混我们发现，用
２８一
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中图分类号：Ｔ９１６Ｎ１．文献标识码：Ａ文章编号：１７６３—７３（０７０ —０２ —０９８２０）５０８４
，，● ● ●● ，、● ● ●Ｉ
０前
言
加加
ｌＬ＝＝
伪随机序列广泛用于系统仿真、测试、息安信全、加密通信、雷达、导航自动控制、计算机、声学、光
产生，便于复制，因而非常适合应用于加密通信领
域。

一种基于无简并超混沌系统的伪随机序列生成器构建方法[发明专利]

专利名称：一种基于无简并超混沌系统的伪随机序列生成器构建方法
专利类型：发明专利
发明人：范春雷,丁群
申请号：CN202210408015.6
申请日：20220419
公开号：CN114598450A
公开日：
20220607
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种基于无简并超混沌系统的伪随机序列生成器构建方法，解决了混沌系统的动力学特性退化的问题，能够简洁快速构建无简并超混沌系统。

首先构建初始化矩阵G和对角矩阵Sc，通过奇异值分解将矩阵G分解，生成系数矩阵A，进一步构建m维无简并超混沌系统Chaos1并进行迭代运算，判断迭代次数是否达到Len＝108，如未达到，将已输出的混沌序列进行二值量化处理，将m维量化后的二值序列依次串联起来形成最终输出的伪随机二值序列；如达到，采用m维无简并超混沌系统Chaos1继续迭代多次，利用相应迭代值重新构建新的初始化矩阵G和对角矩阵Sc，之后进一步构建新无简并超混沌系统Chaos2，基于这个方法不断构建新的无简并超混沌系统并输出量化后的混沌伪随机二值序列。

本发明具有非线性特性破解难度高、随机性好、周期足够长、均衡性强等优点。

申请人：黑龙江大学
地址：150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路74号黑龙江大学电子工程学院
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市哈科专利事务所有限责任公司
代理人：孟策
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一种新的混沌伪随机序列生成方法

值的汉明重量来控制Ｈｎｎ映射输出的混沌迭代分量。生成序列通过仿真表明，合Ｇｌｅｏ符ｏｍｂ三个随机性公设ｏ要求及局部随机性统计检验要求，可作为密钥流序列应用到加密体制中。关键词：有限精度效应；沌序列；汉明重量；随机性测试混
射进行改进构造了新的映射函数。文献［４利用构造的分段非１］线性Ｈｂｉｙｒｄ映射，通过周期性地改变混沌迭代初值的办法来产
生混沌序列，克服了序列有限精度效应的影响。这种通过改变
Байду номын сангаас
常用混沌映射来构造新的混沌映射方法，常常需要对原有的映
近年来，混沌序列的研究越来越受到关注，被广泛应用于密
码学、保密通信等领域 “ 。混沌用于保密方面的工作主要有Ｊ以下方面：利用混沌产生伪随机序列并利用伪随机序列加密文本文件、图像文件；利用混沌同步理论进行同步保密通信。
本文主要研究的是用混沌来产生伪随机序列。利用混沌产
Ｎｅｍｅｈｄｔｅｅａｅｃａｔｃｐｅｄ —ａｄｍｅｕｎｅｗｔｏｏｇｎｒｔｈｏｉｓｕｏｒｎｏｓｑｅｃ
ＬＩＭｅ —ｉｇ，ＺＨＡＯ — ｏｎｇｔｎＺｅｍａ
（ｏｌｅｆＣｍｎｃｔｎＥｇｎｅｎ，Ｈｎｚｏｉｎｉｎｖｒｔ，ａｇｈｕ３０１，ＣｉａＣｌｇｏｍｕｉｉｎｉｅｉｇａｇｈｕＤａｚＵｉｓｙＨｎｚｏ１０８ｈｎ）ｅｏａｏｒｅｉ

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ｓｍｕａｉｎｅｐｒｅｔ，ｉｓｏｈｔｂｔｈｈｈｏｉｐｅｄ－ａｄｍｅｕｎｅａｄｔｅｂｎｒｅｕｎｅｔａｓｉｌｔｘｅｉｎｓｔｈｗｓｔａｏｈｔｅｔｅｃａｔｓｕｏｒｎｏｓｑｅｃｎｈｉａｙｓｑｅｃｒｎ — ｏｍｃｆｒｅａｅｇｏｕｏｏｒｌｔｎ，ｕｉｒｄｓｒｂｔｎａｄｒｎｏｓａｉｔａｒｐｒｉｓｎｔｅｏｈｒｈｎｏｍｄｈｖｏｄａｔｃｒｅａｉｏｎｆｍｉｔｉｕｉｎａｄｍｔｔｉｌｐｏｅｔ．ｈｔｅａｄ，ｔｅｏｏｓｃｅＩｈｓｒｃｕｅａｄｔｅｐｉｃｐｅｏｕｈｏｉｙｔｍｓｓｍｐｅａｄｅｓＯｉｌｍｅｔｔｕｔｒｎｈｒｎｉｌｆｏｒｃａｔｓｓｅｉｉｌｎａｙｔｍｐｅｎ．ｃ
ｓｑｎｅ，ｗｈｉｈｉｈｅｏｐｈｅｓｈｍｅ，ｉｒｎｓｏｍｅｎｔｉａｒ－ｈｏｔｃｓｑｎｅｃｐｒ．ＡｆｅｅａｅｅｕｅｃｃｓｔｕｔｕｔｏｆｔｃｅｓｔａｆｒｄｉｏｂｎｙＯ１ｃａｉｅｕｅｃｉｈｅｓｔｒｒｐｅｔｄ
ｒｄｏｅｉｓａｎｍｓｒｅ
第３Ｏ卷
２１００
５圳
ｌ０月
桂林电子科技大学学报
ＪｕｎｌｆＧｕｌｉｅｓｔｆＥｌｃｒｎｃＴｅｈｏｏｙｏｒａｉｎＵｎｖｒｉｙｏｅｔｏｉｃｎｌｇｏｉ
Ｖｏ．０Ｎｏ５１３，．
Ａｅｇｎｒｔｏｆｃａｔｃｐｅｄ－ａｄｍｅｅｅｍｅｈｏｎｗｅｅａｉｎｏｈｏｉｓｕｏｒｎｏｓｑｕｎｃｔｄ
Ｄｉｎｇ，ＺｈｅｇＬｉｎｎｇＹｏｎａｇｈｏｎｇ
（ｃｏｌｆＭａｈｍａｉｎｏＳｈｏｔｅｔｓａｄＣｍｐｔｔｎｌｃｎｅＧｕｌｉｅｓｙｏｅｔｏｉＴｅｈｏｏｙｏｃｕａｉａＳｉｃ，ｏｅｉｎＵｎｖｒｉｆＥｌｒｎｃｉｔｃｃｎｌｇ，Ｇｕｌ４０４，Ｃｉａｉｎ５１０ｉｈｎ）
０ｃ．２Ｏｔ０１
一
种新的混沌伪随机序列的生成方法
丁勇，郑良洪
（林电子科技大学数学与计算科学学院，广西桂林５１０）桂４０４
摘要：于一维Ｃｅｙｈｖ沌映射和二维非线性Ｈｅｏｈｂｓｅ混ｎｎ映射， Ⅲ ．一种新的参数随机变化的复合混沌系统的提ｒ设计方案，将儿产的混沌伪随机序列转化为二进制Ｏ１沌密码序列。经过反复的计算机模拟仿真实验，并ｆｉ－混数据
关键词：沌系统；ｈｂｓｅ混Ｃｅｙｈｖ混沌映射；Ｈｅｏｎｎ混沌映射；初伉敏感性；沌伪随机序列混
中图分类号：ＴＮ９８１文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ０Ｘ（Ｏ００ —５８０６３８８２１）５０２ — ５
ＡｂｔａｔＢｓｎｏｅｄｍｅｓｏａｅｙｈｖｃａｔｐａｄｔ－ｉｎｉｎｌｎｎｉｅｒＨｅｏｐｗｅｐｏｏｅｓｒｃ：ａｅｏｎ — ｉｎｉｎｌＣｈｂｓｅｈｏｉｍａｎｗｏｄｍｅｓａｏｌａｎｎｍａ，ｒｐｓｄａｃｏｎｎｗｃｅｆｃｍｐｅｈｏｉｓｓｅｗｉｈｒｎｏｌｈｎｉｇｐｒｍｅｅｓｅｓｈｍｅｏｏｌｘｃａｔｙｔｍｔａｄｍｙｃａｇｎａａｔｒ．Ｍｏｅｖｒｈｈｏｉｐｅｄ－ａｄｍｃｒｏｅ，ｔｅｃａｔｓｕｏｒｎｏｃ
Ｋｅｒｓｃａｔｃｓｓｅ；Ｃｈｂｓｅｈｏｉｐ；Ｈｅｏｈｏｉｍａ；ｉｉｉｌｖｌｅｓｎｉｖｔｙｗｎｃａｔｐｎｔａａｕｅｓｔｉｃｉｙ；ｃａｔｓｕｏｈｏｉｐｅｄ－ｃ
结果表明兀沦足系统产生的混沌伪随机序列还足转化后的二进制混沌密码序列，具有良好的自相火性、匀分都均布特性和随机统汁特忡，并且此混沌系统构造原理简单，于实现．易