[發明專利]基于混沌函數組合選擇的偽隨機數生成方法

在審

• 申請號: 201811225738.2
• 申請日: 2018-10-21
• 公開（公告）號: CN109582285A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 尤偉;何策成;王健凱;文浩斌
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;H04L9/00
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 方力平

本發明涉及基于混沌函數組合選擇的偽隨機數生成方法，包括以下步驟：S1：將n個混沌函數f₁,f₂,f₃,...f_i...f_n初始化，生成n個初始函數值序列r₁,r₂,r₃,...r_i...r_n，其中n≥3；S2：通過計算將n個初始函數值序列r₁,r₂,r₃,...r_i...r_n中的每一個序列均簡化為只包含0或者1的初始偽隨機數序列b₁,b₂,b₃,...b_i...b_n；S3：將n個初始偽隨機數序列b₁,b₂,b₃,...b_i...b_n分為M個級別c_j；S4：通過高級別的偽隨機數序列對同級別或者低級別的偽隨機數序列進行按項選擇，以生成一終極偽隨機數序列bf。本發明的偽隨機數生成方法通過混沌函數之間相互按項選擇生成新的偽隨機數序列，相較于現有技術中通過按列選擇生成的偽隨機序列，本發明的組合選擇方法的精度更高。

技術領域

本發明屬于密碼學技術領域，具體涉及一種基于混沌函數組合選擇的偽隨機數生成方法。

背景技術

偽隨機數是用某種算法計算出的一串來自[0，1]均勻分布的隨機數序列，在密碼學、通信工程、信息安全等領域中發揮著巨大的作用。目前常用的偽隨機數生成算法有線性同余法和位移寄存器法，它們被廣泛的運用在各種方面。但是，從數學分析的角度而言，這兩種偽隨機數的生成算法都存在著不可忽視的缺陷。

Matteis-Pagnutti已從理論上證明了所有線性和非線性同余序列都存在長周期相關現象。此外，線性同余序列眾所周知的缺陷是其高維稀疏網格結構：當把相繼的t個隨機數(ri+1，ri+2，...，ri+t)看作是t維空中上的一個點時，這些點只散布在t維空間的的少數幾個超平面上，并形成稀疏的網格結構。對于移位寄存器而言，序列內的微妙相關的嚴重性也大大的影響了生成隨機數的質量。

混沌系統由于其不可預測性、初值敏感性、遍歷性等優秀的函數特性，很快成為了偽隨機數研究的新方向與新方法。但是混沌系統作為偽隨機數的算法也依然存在著很多問題，諸如計算過程過于復雜或是軟件上的混沌退化快等問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于混沌函數組合選擇的偽隨機數生成方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

基于混沌函數組合選擇的偽隨機數生成方法，包括以下步驟：

步驟1：將n個混沌函數f₁，f₂，f₃，...f_i...f_n初始化，生成n個初始函數值序列r₁，r₂，r₃，...r_i...r_n，其中n≥3；

步驟2：通過計算將n個初始函數值序列r₁，r₂，r₃，...r_i...r_n中的每一項簡化為0或者1，生成n個初始偽隨機數序列b₁，b₂，b₃，...b_i...b_n；