[發明專利]基于耦合混沌映射系統的并行偽隨機比特發生器

有效

• 申請號: 201210364841.1
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN102904715A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 王世紅;梁仁夫;周琥
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L9/22
• 分類號: H04L9/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于耦合混沌映射系統的并行偽隨機比特發生器，其過程特征在于以下處理步驟：

A1)通過初始化模塊，把偽隨機比特發生器的初始值(也稱為種子)通過非線性變換擴展并產生耦合混沌映射系統的初始值；

A2)把擴展產生的耦合混沌映射系統的初始值輸入耦合混沌映射系統，經過耦合混沌映射系統的作用，并行輸出多路混沌序列；

A3)把輸出的混沌序列通過輸出模塊的處理，并行輸出滿足測試標準的偽隨機比特序列。

2.根據權利要求1所述的基于耦合混沌映射系統的并行偽隨機比特發生器，其特征在于所述的步驟A1把64比特的初始值通過非線性變換擴展成32N比特，產生耦合混沌映射系統的N個初始值x₀(i)，i＝1，2，...，N，N為耦合映射的個數，N≥4，每個x₀(i)都是屬于[0，2³²)區間上的整數；若有全部相等的初始值，即x₀(i)＝x₀(1)，i＝2，3，...，N，輸出的初始值變化為x₀(i)＝x₀(1)+10000×i，i＝2，3，...，N。

3.根據權利要求2所述，的非線性變換可以采用如下方式：首先將64比特的初始值定義為w(1)||w(2)||…‖w(7)||w(8)，每個w(i)是[0，2⁸)的整數，i＝1，2，...，8。定義w(i+8)＝S(w(i)+w(i+4)+i)，i＝1，2，...，4N-8。其中符號+為模2⁸加法，S為8比特到8比特的非線性S盒變換，可以選擇AES的S盒變換；按順序組合4個w形成32比特的整數，如x₀(1)＝w(1)||w(2)||w(3)||w(4)，x₀(2)＝w(5)||w(6)||w(7)||w(8)，...，x₀(N)＝w(4N-3)||w(4N-2)||w(4N-1)||w(4N)。

4.根據權利要求1所述的基于耦合混沌映射系統的并行偽隨機比特發生器，其特征在于所述的步驟A2把擴展產生的耦合混沌映射系統的初始值輸入耦合混沌映射系統，所述的耦合混沌映射系統滿足

x_n+1(i)＝(1-ε₁-ε₂)f(x_n(i))+ε₁f(x_n(i+1))+ε₂f(x_n(i-1))，i＝1，2，...，N，

其中n＝0，1，2，...為離散時間步數；i為耦合映射位置坐標，N為耦合映射格子的長度；采用周期邊界條件x_n(0)＝x_n(N)，x_n(N+1)＝x_n(1)；f(x)＝ax?mod2?³²是移位映射，a∈(1，2]；ε₁和ε₂為耦合強度，滿足ε₁＞0，ε₂＞0，且ε₁≠ε₂，1-ε₁-ε₂＞0。

5.根據權利要求3所述的耦合混沌映射系統要求參數a，ε₁和ε₂的選擇使得耦合系統為時空混沌系統，且滿足如下形式：a₁∈{0，1}；b₁∈{0，1}；c₁∈{0，1}。

6.根據權利要求3所述的耦合混沌映射系統要求離散時間n大于100時才開始并行輸出混沌時間序列。

7.根據權利要求1所述的基于耦合混沌映射系統的并行偽隨機比特發生器，其特征在于所述的步驟A3中，把A2輸出的混沌時間序列值轉化為32比特()，輸出敏感性較低的部分比特位j≥17，輸出的比特序列采用NIST?SP800-22修訂版作為測試標準，保證每個序列具有良好的統計性質，不同的序列之間相互獨立。