二维新混沌系统和伪随机数生成器的设计.pdf

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1、2014年4月计算机工程与设计Apr．2014第35卷第4期COMPUTERENGINEERINGANDDESIGNVo1．35No．4二维新混沌系统和伪随机数生成器的设计张丽姣，闵乐泉。，韩双霜。(1．北京科技大学数理学院，北京100083；2．北京科技大学自动化学院，北京100083；3．武警北京指挥学院信息管理中心，北京100012)摘要：为设计性能较好的伪随机数发生器，提出了一个满足修正的马罗驼(Marotto)定理的新二维离散混沌系统(2D-CS)。利用离散广义混沌同步理论和2D-CS构造了一个广义同步混沌

2、系统(2D-C~2S)；通过一个实数域到整数域的变换设计了一个混沌伪随机数生成器(CPRNG)；利用美国联邦信息处理标准(federalinformationprocessingstandards，FIPS)提出的FIPS140—2检测包分别对CPRNG和RC4算法产生的1000个二进制序列的随机性进行检测，结果均通过了检测。检测结果的平均值和方差对比表明CPRNG和RC4算法产生的伪随机序列随机性能相当，相关性检测结果表明该CPRNG在不同的密钥扰动下产生的密钥各组序列几乎完全独立，设计的CPRNG能产生性能良好的

3、伪随机数。关键词：修正的马罗驼定理；混沌系统；广义同步定理；伪随机数发生器；检测中图法分类号：TP3O9文献标识号：A文章编号：1000—7024(2014)04—1178—05Designof2-dimensionalnovelchaoticsystemandpseudo—randomnumbergeneratorZHANGLi-jiao，MINLe-quan，HANShuang-shuang'。(1-SchoolofMathematicsandPhysics，UniversityofScienceandTechn

4、ologyBeijing，Beijing100083，China；2．SchoolofAutomationandElectricalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；3．InformationManagementCenter，BeijingCommandCollegeofChinesePeople’SArmedPoliceForce，Beijing100012，China)Abstract：Todesign8

5、goodperformancepseudo-randomnumbergenerator，anovel2-dimensionaldiscrete-timechaoticsystem(2I)_CS)isintroducedbasedonamodifiedMarotto’Stheoremfordiscrete-timechaoticsystems．Combiningthe2D-CSwiththetheoremofgeneralizedsynchronization，ageneralizedchaossynchronizat

6、ionsystem(2I)_GCS)isdesigned．Bytransformingtherealnumbersettotheintegerset，achaos-basedpseudo-randomnumbergenerator(CPRNG)isdesigned．UsingtheFIPS140—2suitetestsissuedbythefederalinformationprocessingstandards(FIPS)tOtesttherandomnessofthe1000binarynumberse—quen

7、cesgeneratedviatheCPRNGandtheRCAalgorithmrespectively，ofwhichresultshaveallpassedthetests．ThemeansandvariancesofthetestedresultsshowthatthestatisticalpropertiesoftherandomnessofthesequencesgeneratedviatheCPRNGandtheRCAhavenOsignificantdifferences．Correlationdet

8、ectionsshowthattheCPRNGcanproducealmostindependentkeyse—quenceunderdifferentkeydisturbation．TheCPRNGisabletogeneratesoundrandomsequences．Keywords：modifiedMarotto’Stheorem；ch