伪随机数

摘要： 文中基于Logistic与Kent两种混沌映射策略交叉映射初始序列的方法,提出一种改进的梅森旋转演算法(LKMT)。为考察其有效性,文中采用SP 800-22测试包测试包括频率、块频率、游程测试等随机性,并与文中提出的其他两种改进方法:基于Logistic混沌映射的MT方法(LMT)和基于Kent混沌映射的MT方法(KMT),进行分组实验对比分析,从不同类别的测试结果通过率比较,LKMT优于KMT和LMT,从通过测试的P_value数值大小来看,LKMT最优,但仅从近似商测试这一测试类别考察,KMT最优。综合考察,文中提出的LKMT相较于其他两种方法是较优的,且相对稳定的。

摘要： 本文针对激光毛化技术发展过程中新出现的毛化点在各异向上周期性分布问题,提出了在激光毛化过程中引入无序数字信号进行控制,并详细说明了一种数字无序信号的产生方法并进行了验证,结果表明,达到了变频无序数字信号输出的目的,提高了激光毛化技术毛化性能指标和效率.

摘要： 基于混沌系统的伪随机数发生器的性能会受到所采用混沌系统的复杂度的影响,为了能够生成随机性更好的序列,需要提高混沌系统的复杂度,为此提出了一种改进的混沌系统。改进的混沌系统由三个连续混沌系统组成,利用控制序列按照一定的规则进行切换。通过对相图、分岔图、最大Lyapunov指数的分析,发现改进的混沌系统跟子系统相比,系统参数区间、遍历范围和最大Lyapunov指数均增大。在改进混沌系统的基础上,设计了一种伪随机数发生器。该伪随机数发生器利用两个改进的混沌系统并设置不同的参数,分别对两个改进混沌系统的连续轨道进行采样,将采样结果转换成IEEE二进制浮点数算数标准(IEEE754)的格式,然后依次进行截断、S-盒变换和异或操作,生成最终的随机数。用美国国家标准与技术研究院SP800-22标准(NIST SP800-22)对生成的随机数序列进行检测,结果表明生成的随机数可以通过全部测试。

摘要： 物理指纹(PUF)认证技术是利用硬件设备在生产过程中产生的随机差异,生成该设备的唯一身份标识,在设备认证、信息加密等领域有广泛应用.首先对物理指纹认证技术进行归纳和分类;其次,针对具体需求,基于FPGA芯片设计环形振荡器电路,实现FPGA器件的有效认证;最后,针对环形振荡器的指纹可提取性、随机性、稳定性等展开设计研究.

摘要： 本文为解决传统的口令认证无法防止小数攻击和认证的单向性问题,引入伪随机数和对称加密改进挑战应答机制动态口令认证方案,提出一种安全的动态口令认证方案,并分析其效能.

摘要： In this paper, a small garage self-service management system based on FPGA is designed, which is supplemented by keys, LCD screen, payment module and GPRS module to realize the management of car storage, parking and charging. FPGA on-chip memory resources are used to record the information of the vehicles, and produce corresponding flag bit. After the cars are out of storage, the flag bit is cleared. Further non-continuous memory space is managed. According to the storage time, pseudo-random number is generated as the car out-storage password, and sent to the owner's mobile phone number. The system has the characteristics of miniaturization, flexibility, low power consumption, low cost, high versatility and scalability.%本文设计了一种以FPGA为控制核心的小型车库自助管理系统, 辅以按键、LCD屏、付费模块和GPRS通信模块, 实现对车辆入库、出库、停车计时收费等的管理.充分利用FPGA的片内存储器资源, 对入库车辆信息进行记录, 并产生标志位信息;车辆出库后, 清除标志位, 并对非连续存储空间进行管理;根据入库时间所产生的伪随机数, 产生车辆出库密码, 同时将相应信息发送到车主手机中.系统具有小巧、灵活、低功耗、低成本、通用性及可扩展性强等特点.

摘要： 通过公式推导,得出了使用硬件方式实现伪随机数生成器所消耗的硬件资源数量与输出位数和所产生随机数周期之间的关系,从理论层面上证明了多输出LFSR结构在硬件资源利用方面存在的优势;通过分析变换矩阵的结构以及反馈系数的特点,给出了提高该类随机数生成器工作速度的方法.在Xilinx Vertex 4 FPGA上进行了大量的实验,实验结果验证了理论分析的正确性.

摘要： MonteCarlo模拟方法是近年来在传输方程求解中得到广泛应用的一种方法.由MonteCarlo法求得的辐射方程的解的质量很大程度上取决于求解过程中所用的随机数的质量.本文在在matlab环境下编程利用乘同余法得到100万个伪随机数,对随机数的性质进行了全面检验,证明我们所产生的伪随机数序列在[0,11]区间内均匀分布,具有良好的随机性.

摘要： 按给定的分布函数产生随机样本是工程计算中非常基本而又重要的工作,本文从给出伪随机数的一般定义开始,介绍了产生伪随机数的一种方法:乘加同余方法,并对该方法的定性分析和统计检验做了详细的推导.文章最后给出了乘加同余方法的一些计算机仿真结果.

摘要： 介绍了一种用于产生随机噪声的FPGA实现方法，依据了数学中的混合同余算法，利用FPGA处理的并行流水性，高效，稳定的产生均匀分布的随机数，并且提供了外部接口，能够根据需要通过外部提供随机数生成种子和对产生的随机数幅值进行调节。主要针对的是红外或者可见光成像器输入的最大14位灰度图，经过对图像与随机噪声的叠加实验，表明生成的伪随机数具有良好的随机性能和均匀性，整个发生器由硬件描述语言编写，结构简单，资源占用少，并且便于升级，可以作为一个功能模块嵌入到大的图像处理系统中使用。

摘要： 自编离散客体照相模拟程序DORS在MPI下采用主从式编程模型实现了并行化,采用分段法把伪随机数的生成大致平均分给各个子进程独立计算,实现了并行计算所使用的伪随机数序列和串行的完全一致,保证了并行计算结果与串行的一致,提高了离散客体的MC模拟效率,从而有效地解决了计算量大、串行算法执行时间过长的问题.

摘要： 蒙特卡罗方法是数值模拟中一个很常用的计算方法,应用范围很广泛,并常常作为数值仿真算法的基准.概率模型和伪随机数发生器是蒙特卡罗法中两个很重要的组成部分,它们决定了蒙特卡罗法的正确性和计算精度.本文提出了一种比较充分的检验方法--三维介质辐射对称性检验法,它可在不同条件下对各种伪随机数程序进行无限制的检验,在更精细的层次上区分伪随机数发生器的优劣,同时还可检验概率模型的正确性.

摘要： 一维Logistic映射由一个简单抛物线函数的非线性方程构成:Xn+1=μXn(1-Xn),μ的取值范围是[0,4],Xn的取值范围是[0,1],当μ＞3.57时.Xn由倍周期分岔区进入混沌区,Xn序列表现出较好的随机性,其实这种随机性只是确定性系统中出现的类似随机的过程特性,分析并优选一定的初值范围可以得到较好伪随机数序列.这种序列经过转化后可以作为流密码应用于信息加密领域,而用户身份鉴别中的动态口令或动态令牌也可以利用这种混沌伪随机序列来生成,从而实现传统的"帐号"由"口令+动态令牌"来验证的双因素验证模式,提高了用户身份识别的安全性.正是在这种思路背景下,本文作者们实现了一个简单的双因素用户认证系统,它包括客户端的动态令牌生成器和服务器端相应的各验证模块等.

摘要： 研究了闪光X射线辐射照像蒙特卡罗程序FXRMC在MPI平台下的并行计算实现，给出了实现过程中并行随机数的产生方法。测试结果表明：并行程序与串行程序结果一致，加速比比较理想，呈线性增长，并行效率在16个处理器上可达80%以上。算例的结果说明了并行化有效地解决了程序计算散射技术性能时的耗时问题。从而有效解决了FXRMC耗时和大规模计算问题，提高了FXRMC程序的计算规模和计算速度，达到了研究要求。

摘要： 研究了闪光X射线辐射照像蒙特卡罗程序FXRMC在MPI平台下的并行计算实现，给出了实现过程中并行随机数的产生方法。测试结果表明：并行程序与串行程序结果一致，加速比比较理想，呈线性增长，并行效率在16个处理器上可达80%以上。算例的结果说明了并行化有效地解决了程序计算散射技术性能时的耗时问题。从而有效解决了FXRMC耗时和大规模计算问题，提高了FXRMC程序的计算规模和计算速度，达到了研究要求。

摘要： 研究了闪光X射线辐射照像蒙特卡罗程序FXRMC在MPI平台下的并行计算实现，给出了实现过程中并行随机数的产生方法。测试结果表明：并行程序与串行程序结果一致，加速比比较理想，呈线性增长，并行效率在16个处理器上可达80%以上。算例的结果说明了并行化有效地解决了程序计算散射技术性能时的耗时问题。从而有效解决了FXRMC耗时和大规模计算问题，提高了FXRMC程序的计算规模和计算速度，达到了研究要求。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器、伪随机数发生方法、处理器芯片，伪随机数发生器包括三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元和抽样量化单元，其中：三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元基于穿过神经元的磁通干扰李雅普诺夫指数最大的神经元，用于对接收的输入信号进行处理并生成对应的输出信号。抽样量化单元与三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元电连接，用于抽样量化三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元产生的输出信号，得到随机序列。本发明利用三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元的神经元的磁通量干扰Lyapunov指数最大的一个神经元，让Lyapunov指数最大的一个神经元加入不同的干扰因子，从而减少混沌退化对产生的RNs的影响，能够提高生成随机序列的随机性。

摘要： 提供了用于以确定性(即，可重复)的、通过统计测试的并且可以具有同时生成伪随机数的多个对象实例的方式生成伪随机数的方法和装置。而且，期望由多个实例生成的伪随机数的集合具有与由单个实例生成的数字相同的统计特性(即，随机性)。本文所描述的实施例通过使用多个辅助线性同余生成器并非线性地组合这些辅助线性同余生成器的输出来生成伪随机值。根据实施例，在已经组合它们的输出之后，应用混合函数。实施例包括以SplitMix算法的风格的按需拆分方法。

摘要： 本发明提供一种生成伪随机数的方法及伪随机数发生器，所述方法包括：获取预先设定的密钥、初始向量、种子以及加密函数，所述的加密函数调用SM4算法以及3DES算法；所述SM4算法与3DES算法结合确定生成函数；根据所述的生成函数、密钥、初始向量以及种子输出伪随机数。本发明提供的伪随机数发生器，应用国密SM4算法与3DES算法结合确定生成函数进而输出伪随机数，为伪随机数发生器提供了一种新的设计方案，由于用到国密SM4算法以及3DES算法，因此增加了安全性。

摘要： 本发明公开了一种轻量级密码学安全伪随机数生成器及伪随机数生成方法,本发明提出的方法能高效地生成密码学安全的高质量伪随机数，所述伪随机数生成器包括：参数选取模块，用于初始化参数；哈希函数计算模块，用于对当前随机数进行密码学安全的哈希计算；轻量级非密码学安全伪随机数生成模块，是使用轻量级算法生成随机数序列的模块；迭代生成随机数序列算法模块包括：循环左移模块和加法取模模块，用于生成新的随机数序列。本发明选取目前两种轻量级的伪随机数算法作为基础，通过伪随机数算法的结合和逻辑位移、加法取模等高效操作，来生成高质量的符合密码学安全的伪随机数。

摘要： 本发明公开了一种基于FPGA的高速伪随机数生成方法及高速伪随机数生成器，在FPGA中采用适当的混沌模型算法，从而产生高速的伪随机数，FPGA电路中整体运算采用128bit定点数设计，达到足够的计算精度，有效抑制混沌退化，提高输出带宽，增强吞吐量，提升密匙空间；运算过程中，对混沌模型算法进行分块处理，将模型中占用大量时间的运算分成小部分进行并行完成。采用本发明产生的伪随机数速率可达到10Gbps，能满足高带宽需求的视频传输；产生的伪随机数序列能通过严格而高标准的随机性测试，产生序列的复杂性也得到了保障；此外，本发明伪随机数发生器的成本大大降低，同时提高了FPGA的资源利用效率，降低了功耗。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器及伪随机数生成方法，包括初始化模块、采样模块、计算模块和输出模块，其步骤如下：步骤一：首先设定伪随机数发生器中使用的梅森素数M(n)以及它的比特长度n，同时设定基础随机数的汉明重量范围相关参数h，同时选定初始的随机比特序列R；步骤二：将R输入采样算法S，采样后得到S(R)‑a，b，a和b是两个n比特长的基础随机数；步骤三：将a和b输入计算模块中，在M(n)的环上计算c＝a/bmod M(n)；步骤四：将c数制转换为二进制数d(只包含0和1)，随后将d由低位至高位依次输出二元比特序列s，最后生成符合密码学安全的伪随机数序列，本发明伪随机数发生器其抗量子攻击安全性可被验证，同时该伪随机数发生器操作较为简洁。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器、伪随机数发生方法、处理器芯片，伪随机数发生器包括三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元和抽样量化单元，其中：三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元基于穿过神经元的磁通干扰李雅普诺夫指数最大的神经元，用于对接收的输入信号进行处理并生成对应的输出信号。抽样量化单元与三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元电连接，用于抽样量化三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元产生的输出信号，得到随机序列。本发明利用三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元的神经元的磁通量干扰Lyapunov指数最大的一个神经元，让Lyapunov指数最大的一个神经元加入不同的干扰因子，从而减少混沌退化对产生的RNs的影响，能够提高生成随机序列的随机性。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器及伪随机数生成方法，涉及数字信号发生领域。该伪随机数发生器包括：第一子发生器，用于生成m位的均匀分布伪随机数A；第二子发生器，用于生成m位的均匀分布伪随机数B；第一状态跳转模块，连接于所述第一子发生器，用于将所述第一子发生器从全零状态跳转为非全零状态；第二状态跳转模块，连接于所述第二子发生器，用于将所述第二子发生器从全零状态跳转为非全零状态；输出模块，连接于所述第一子发生器和所述第二子发生器，用于将所述伪随机数A和所述伪随机数B中对应数据位进行异或运算，以生成伪随机数C并输出。本发明技术方案通过状态跳转模块，以使伪随机数发生器在全零状态能跳转到正常状态。

摘要： 提供了用于以确定性(即，可重复)的、通过统计测试的并且可以具有同时生成伪随机数的多个对象实例的方式生成伪随机数的方法和装置。而且，期望由多个实例生成的伪随机数的集合具有与由单个实例生成的数字相同的统计特性(即，随机性)。本文所描述的实施例通过使用多个辅助线性同余生成器并非线性地组合这些辅助线性同余生成器的输出来生成伪随机值。根据实施例，在已经组合它们的输出之后，应用混合函数。实施例包括以SplitMix算法的风格的按需拆分方法。

摘要： 本发明提供一种生成伪随机数的方法及伪随机数发生器，所述方法包括：获取预先设定的密钥、初始向量、种子以及加密函数，所述的加密函数调用SM4算法以及3DES算法；所述SM4算法与3DES算法结合确定生成函数；根据所述的生成函数、密钥、初始向量以及种子输出伪随机数。本发明提供的伪随机数发生器，应用国密SM4算法与3DES算法结合确定生成函数进而输出伪随机数，为伪随机数发生器提供了一种新的设计方案，由于用到国密SM4算法以及3DES算法，因此增加了安全性。