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1、基于可扩展精度的Logistic混沌随机序列的并行计算方法第41卷第9期2011年9月中自料弩箍求大誊辱坛JOURNALOFUNIVERSITYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINAVo1.41,No.9Sep.2011文章编号:0253—2778(2011)09—083710基于可扩展精度的Logistic混沌随机序列的并行计算方法刘嘉辉,张宏莉(哈尔滨T业大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:在有限计算精度下的混沌特性退化问题一直是困扰数字混沌系统的关键问题
2、.采用可扩展精度并行方法计算Logistic映射,对混沌函数进行分步计算,利用动态数组保存计算结果.基于可扩展精度计算混沌,打破了计算机内有限精度的限制,用户可以自由指定计算精度.实验结果表明,基于可扩展精度的混沌随机数列,随着精度的增加,映射空间扩大,得到的混沌序列更加接近于理想的混沌状态.关键词:可扩展精度;随机数列;并行算法;Logistic映射中图分类号:TPa09.7文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.0253—2778.2011.09.013Aparallelcomputi
3、ngmethodofchaoticrandomsequencebasedonLogisticmapwithscalableprecisionLIUJiahui,ZHANGHongli(SchoolofComputerScienceandTechnology,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Thedynamicaldegradationofchaoswithfinitecomputingprecisionalwaystrou
4、blesdigitalchaoticsystems.AparallelmethodforcomputingtheLogisticmapwithscalableprecisionwasintroduced;inwhichchaoticmapwasdividedintoseveralpartsforcomputing,andtheresultswereplacedinthedynamicalarray.Computingchaoticmapwithscalableprecisionbreakslimito
5、fcomputerfiniteprecision,allowingtheusertosetthecomputingprecisionfreely.Theexperimentalresultsshowthatthehighertheprecisionis,thegreaterthemappingspacewillbe,withthechaoticrandomsequenceswithprecisionapproachingtheidealstateofchaos.Keywords:scalablepre
6、cision;randomsequence;parallelalgorithm;Logisticmap弓言鼍
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8、加密是保护敏感信息安全的有效方法之一.混沌系统具有良好的伪随机性,轨道的不可预测性,对初始状态和控制参数的敏感性等一系列特性,这些特性很好地符合经典密码学理论.由于数字电视,网络视频,多媒体点播等网络多媒体信息的增加,传统的加密算法DES,AES等已经难以满足对多媒体信息的实时,快速的加密要求.因此,近些年来很多学者利用混沌的特性开展加密算法的研究,但是,基于收稿日期:2011—04—3
9、0;修回日期:201l—O6—22基金项目:中国高技术研究发展(863)~l一划(2OlOAAO125o4),黑龙江省教育厅2Ol1年度海外学人项目(1251H018)资助作者简介:刘嘉辉,男,1974年生,博士/副教授.研究方向:信息安全,并行处理.E-mail:bsuljh@163.corn通讯作者:张宏莉,博士/教授.rE-mail:zhanghongli@hit.edu.ca838中国科学技术大学第4j卷计算机的有限汁算精度的数字混沌特性退化一直是困扰混沌加密系统安全性的主要问题.混沌运动是指
10、在确定性系统中局限于有限空问的高度不稳定的运动,是非线性动力系统中出现的一种确定性的,貌似无规则的伪随机过程.混沌是由确定性方程产生的,只要方程参数和初值确定就可以重现混沌现象.混沌系统对初始状态极度敏感,初始条件的极小变化,将会引起结果的很大差异.混沌系统具有自相似性,局部选取的混沌形态与整体完全相似.理论上,混沌序列在整个宅问卜是无周期的,因此,在某局部空间选取的子序列也是混沌的.混沌系统具有确定的随机性,自然界的随机现象是不确定的,而由一定的混沌方
