混沌伪随机序列发生器设计与分析

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1、1222010，46（21）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用混沌伪随机序列发生器设计与分析韦玉轩WEIYu-xuan广西建设职业技术学院，南宁530003GuangxiPolytechnicofConstruction，Nanning530003，ChinaWEIYu-xuan.Designandanalysisofchaoticpseudorandomsequencegenerator.ComputerEngineeringandApplications，2010，46（21）：122-125.Abstra

2、ct：ThePiecewiseLinearChaoticMapwithaSegmentNumberParameter（SNP-PLCM）isanalyzedindetail.BasedonSNP-PLCM，achaoticpseudorandomsequencegeneratorispresented.Thegeneratoremploysperturbationstrategyofcon-trolparameterandoutputsequencestoavoiddynamicaldegradationofdigitalchaoticsystems.Theo

3、reticalanalysisandcom-putersimulationresultsshowthatthechaoticpseudorandomsequencegeneratorcangethighqualitysequences.Keywords：PiecewiseLinearChaoticMapwithaSegmentNumberParameter（SNP-PLCM）；chaoticsystem；pseudorandomsequencegenerator摘要：对区间数目参数化分段线性混沌映射（SNP-PLCM）的密码学特性进行详细分析，并以此为基础，提

4、出了一种基于区间数目参数化分段线性混沌映射的伪随机序列发生器。该发生器同时利用控制参数扰动策略和输出序列扰动策略避免数字化混沌系统的动力学特性退化。理论分析和仿真实验结果表明，该算法产生的伪随机序列具有理想的性能。关键词：区间数目参数化分段线性混沌映射；混沌系统；伪随机序列发生器DOI：10.3778/j.issn.1002-8331.2010.21.034文章编号：1002-8331（2010）21-0122-04文献标识码：Ａ中图分类号：TP3931引言参数化分段线性混沌映射的运算速度快特性，提出一种基于伪随机序列广泛应用于密码、扩/跳频通信系统中。正如区

5、间数目参数化分段线性映射（SNP-PLCM）的伪随机序列发著名的密码学家BruceSchneier所说，“随机序列是谈论最少生器，该发生器通过对混沌系统控制参数扰动策略和输出序的密码学问题，但没有哪个问题比这个问题更重要”。几乎每列扰动策略来克服有限精度下短周期问题，理论分析和实验一个用到密码技术的系统都要用到随机序列，比如密钥管理、结果表明该发生器产生的序列具有长周期、均匀分布函数和密码学协议、数字签名和身份认证等等。因此随机序列发生类似于δ的自相关性。器的重要性不言而喻。由于混沌系统可以产生“不可预测”的伪随机轨道，许多2区间数目参数化PLCM研究集中在使

6、用混沌系统构造伪随机序列发生器的相关算法目前，大部分混沌密码系统采用的都是自然的混沌系统，及性能分析上[1-4]。对于连续混沌系统而言，很多混沌伪随机它们不一定能提供严格密码学意义上的特性。实际上，经研序列已经证明具有优良的统计特性。十多年来，基于混沌系究发现很多混沌映射用于密码系统的共同缺陷是它们不能控统的伪随机序列存在的主要问题是[1-3]：（1）混沌函数的短周制周期和统计特性[4-6]。在众多的混沌系统当中，有一类被称期，为获得相同的周期，有限精度的混沌函数内部要比移位寄为分段线性混沌映射（PiecewiseLinearChaoticMap，PLCM）存

7、器使用多一倍的存贮器数目；（2）混沌序列的生成器总是在的系统，多年的研究表明它们具有均匀的分布函数及可控的有限精度器件实现的，使得任何混沌序列最终是周期的。因统计特性，是混沌密码系统的优良选择。帐篷映射、四分段此，有限精度效应是混沌序列从理论走向应用的主要障碍；PLCM、多区间数目PLCM[7]是此类混沌映射的典型代表。（3）现有的混沌序列的研究对于所生成序列的周期、伪随机帐篷映射和四分段用于密码系统的缺陷是由于分段区间性、复杂性等的估计不是建立在（连续状态空间）统计分析上，数目较少，为了充分实现混沌的特性，需要的迭代次数较多，就是通过实验给出，故难于保证其每

8、个实现序列的周期性、伪严重地影响加密速