一种新的分段非线性混沌映射及其性能分析

结合线性反馈移位寄存器（LFSR）和混沌理论各自的优点,采用循环迭代结构,给出一种将LFSR和混沌理论相结合的伪随机序列生成方法.首先根据LFSR的计算结果产生相应的选择函数,通过选择函数确定当前迭代计算使用的混沌系统,应用选择的混沌系统进行迭代计算产生相应的混沌序列;然后把生成的混沌序列进行数制转换,在将得到的二进制序列作为产生的伪随机序列输出的同时将其作为反馈值与LFSR的反馈值进行相应的运算,运算结果作为LFSR的最终反馈值,实现对LFSR生成序列的随机扰动.该方法既可生成二值伪随机序列,也可生成实值伪随机序列.通过实验对生成的伪随机序列进行了分析,结果表明,产生的序列具有良好的随机性和安全性.     

一种混沌伪随机序列复杂度分析法

分析了已有的序列线性复杂度分析方法，提出了用近似熵算法计算混沌运动的测度熵，作为衡量混沌伪随机序列复杂度的标准.理论研究表明，利用较短的观察序列，该方法能够准确地反映混沌系统和混沌伪随机序列复杂度的大小，可以作为判断利用混沌系统产生的伪随机序列的复杂度准则.实验结果表明该方法的有效性和理论结果的正确性. 关键词： 混沌 伪随机序列 熵     

空间混沌序列的加密特性研究

提出一个基于空间混沌系统的伪随机序列发生器,对空间混沌产生的伪随机位序列进行了FIPS140-1统计性检验和相关性分析,并应用空间混沌产生的各态历经矩阵实现图像的加密解密,实验的结果表明这种基于空间混沌系统的伪随机序列产生器具有优良的随机性,巨大的密钥空间和敏感性. 关键词： 伪随机序列 空间混沌系统 图像加密     

混沌伪随机序列复杂度分析的符号动力学方法

通过将混沌伪随机序列看成一个符号序列，提出了用符号动力学的 方法来分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映射格子系统产生的混沌伪随 机序列为例，说明了该方法的应用，并将计算结果与近似熵ApEn法的计算结果作了比较.结 果表明，该方法可以有效地判断出不同的混沌伪随机序列的复杂程度，而且比近似熵法更为 优越. 关键词： 混沌 伪随机序列 符号动力学 熵     

基于强度统计算法的混沌序列复杂度分析

为了分析混沌序列的复杂度,文中采用强度统计复杂度算法分别对离散混沌系统(TD-ERCS)和连续混沌系统(简化Lorenz系统)进行复杂度分析,计算了混沌序列随参数变化的复杂度,分析了连续混沌系统产生的伪随机序列分别进行m序列和混沌伪随机序列扰动后的复杂度.研究表明,强度统计复杂度算法是一种有效的复杂度分析方法,离散混沌序列复杂度大于连续混沌序列复杂度,但对连续混沌系统的伪随机序列进行m序列和混沌伪随机序列扰动后可大大增加复杂度,为混沌序列在信息加密中的应用提供了理论依据. 关键词： 强度统计复杂度算法 TD-ERCS系统 简化Lorenz系统 序列扰动     

TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂性分析

采用相空间直接观察法和行为复杂性算法,系统地分析了新型TD-ERCS离散混沌系统产生的伪随机序列的复杂性,得出了其复杂性变化规律.在Kolmogorov复杂性基础上,应用经典的Limpel-Ziv算法,ApEn算法和PE算法,从一维时间序列到多维相空间重构两方面计算了TD-ERCS离散混沌伪随机序列的复杂度大小.计算结果表明,TD-ERCS系统的行为复杂性高,而且该系统的复杂性大小随系统参数改变的变化范围小,是一个复杂性非常稳定的全域性离散混沌系统,其产生的混沌伪随机序列适合于信息加密或扩频通信. 关键词： 混沌 混沌伪随机序列 TD-ERCS系统 复杂度     

混沌伪随机序列的谱熵复杂性分析

为了准确分析混沌伪随机序列的结构复杂性,采用谱熵算法对Logistic映射、Gaussian映射和TD-ERCS系统产生的混沌伪随机序列复杂度进行了分析.谱熵算法具有参数少、对序列长度N(惟一参数)和伪随机进制数K鲁棒性好的特点.采用窗口滑动法分析了混沌伪随机序列的复杂度演变特性,计算了离散混沌系统不同初值和不同系统参数条件下的复杂度.研究表明,谱熵算法能有效地分析混沌伪随机序列的结构复杂度;在这三个混沌系统中,TD-ERCS系统为广域高复杂度混沌系统,复杂度性能最好;不同窗口和不同初值条件下的混沌系统复杂度在较小范围内波动.为混沌序列在信息安全中的应用提供了理论和实验依据.     

一种基于误差快速扩散元胞自动机的加密技术

构造了一个具有较大密钥空间的新型一维元胞自动机. 在该元胞自动机中,密钥为采用移位映射的伪随机序列及受控扰动项,避免了数据膨胀,元胞自动机具有随机性触发规则. 该元胞自动机一次处理信息量大,避免了复杂的计算过程. 所生成的流密码在理论上被证明了具有理想的随机性与雪崩效应,误差扩散速度快. 实证分析研究表明,流密码不仅在全局上、而且在局部上都具有良好的随机性能,通过测试长度为24000的流密码在400次迭代产生的数据表明,经χ²检验,在显著性水平为5%时,频数检验通过率超 关键词： 保密通信 元胞自动机 伪随机序列     

一种新型的混沌伪随机数发生器

针对z-logistic这类特殊的混沌映射，实现了有限位计算精度下其真实演化轨道的精确计算.将该生成轨道的二值粗粒化输出用作伪随机序列，很大程度上保留了定义在实数域上混沌随机数发生器作为理想信息源的统计特性和随机特性，使得这种伪随机数发生器优良的统计分布和密码学性能得到理论上的强力支持.此外，该伪随机数发生器的周期长度可准确预测，采用简单算法可有效排除产生短周期的弱密钥，克服了传统混沌伪随机数发生器存在弱密钥且无法简单排除的重大缺陷.理论分析和数值实验验证了这种新型混沌伪随机数发生器在周期长度、统计分布和 关键词： 混沌 伪随机数发生器 信息源     

混沌映射和神经网络互扰的新型复合流密码

提出了一种将新型的神经网络互学习模型和常见的多混沌系统融合互扰的复合流密码方案. 首先利用三个Logistics混沌映射产生的随机序列作为神经网络互学习模型中三个 隐含层神经元的随机输入, 神经网络交互学习达到内部权值同步后, 再将同步权值映射为随机序列并与三个Logistics序列复合产生最终的密钥流. 实验表明, 产生的密钥流具有更好的随机性, 混沌流加密应用效果好. 关键词： 混沌映射 神经网络 权值同步 随机密钥流     

一种新的混沌映射散列函数构造方法及应用

提出了一种基于混沌映射和乘同余法构建单向散列函数的算法. 该算法通过乘同余法生成伪随机序列作为系统的初始值, 把明文信息的美国标准信息交换码(ASCII码) 归一化后作为混沌映射的初始值, 经过可变步长的混沌数字量化后, 提取出128 bit的散列值. 理论分析和仿真结果表明: 该算法具有较好的不可逆性、 抗碰撞性、 防伪造性、 初值敏感性以及较高地运行速度.     

Hash function based on the generalized Henon map

A new Hash function based on the generalized Henon map is proposed. We have obtained a binary sequence with excellent pseudo-random characteristics through improving the sequence generated by the generalized Henon map, and use it to construct Hash function. First we divide the message into groups, and then carry out the Xor operation between the ASCII value of each group and the binary sequence, the result can be used as the initial values of the next loop. Repeat the procedure until all the groups have been processed, and the final binary sequence is the Hash value. In the scheme, the initial values of the generalized Henon map are used as the secret key and the messages are mapped to Hash values with a designated length. Simulation results show that the proposed scheme has strong diffusion and confusion capability, good collision resistance, large key space, extreme sensitivity to message and secret key, and it is easy to be realized and extended.     

反馈强度对外腔反馈半导体激光器混沌熵源生成的随机数序列性能的影响

外腔反馈半导体激光器在合适的反馈强度下将呈现混沌态, 其输出的激光混沌信号可作为物理熵源获取物理随机数序列. 着重研究了外腔反馈强度对最后获取的二元码序列的随机性的影响. 数值仿真结果表明, 随着反馈强度的增加, 外腔反馈半导体激光器输出的混沌信号的延时时间特征峰值呈现先逐渐减小再逐渐增大的过程, 而对应的排列熵特征值呈现先增大、后缓慢降低的过程, 即存在一个优化的反馈强度可使输出的混沌信号的延时特征得到有效抑制且复杂度高. 利用NIST Special Publication 800-22软件对基于不同反馈强度下外腔半导体激光器输出的混沌信号所产生的二元码序列的随机性进行了相关测试, 并讨论了反馈强度的大小对测试结果的影响.     

一种混沌扩频序列的产生方法及其优选算法

提出一种基于组合映射模型产生混沌扩频序列的方法. 根据扩频序列的特性要求和多址干扰性能指标,给出了一种混沌扩频序列的优选算法;将得到的优选序列应用于直扩码分多址系统,在不同信道条件下进行仿真,并与优选的Logistic混沌扩频序列进行性能比较,结果表明本方法产生的混沌扩频序列具有和Logistic混沌扩频序列相近的良好性能,而且保密性更好. 关键词： 码分多址 优选算法 多径信道 误码率     

A novel hyperchaotic map with sine chaotification and discrete memristor

Discrete memristor has become a hotspot since it was proposed recently. However, the design of chaotic maps based on discrete memristor is in its early research stage. In this paper, a memristive seed chaotic map is proposed by combining a quadratic discrete memristor with the sine function. Furthermore, by applying the chaotification method, we obtain a high-dimensional chaotic map. Numerical analysis shows that it can generate hyperchaos. With the increase of cascade times, the generated map has more positive Lyapunov exponents and larger hyperchaotic range. The National Institute of Standards and Technology (NIST) test results show that the chaotic pseudo-random sequence generated by cascading two seed maps has good unpredictability, and it indicates the potential in practical application.     

模糊熵算法在混沌序列复杂度分析中的应用

为了准确分析混沌序列的复杂性, 采用模糊熵算法(FuzzyEn) 对典型离散混沌系统和连续混沌系统的复杂度进行分析. 与近似熵(ApEn)、 样本熵(SampEn) 和强度统计复杂度算法相比, FuzzyEn算法是一种更有效的混沌复杂度测度算法, 且对相空间维数(m)、 相似容限度(r) 和序列长度(N) 的敏感性、 依赖性更低, 鲁棒性和测度值的连续性更好. 对混沌系统的复杂性分析表明, 连续混沌系统的复杂度远小于离散混沌系统, 但是如果利用高复杂度的离散混沌伪随机序列或经典 m序列对连续混沌系统产生的伪随机序列进行扰动, 则能大大提高混沌序列的复杂性. 为混沌序列在密码学和混沌保密通信中的应用提供了理论依据.     

交替寻优生成元素幅值结合混沌随机相位构造循环测量矩阵

循环矩阵由于其对应离散卷积且具有快速算法被广泛应用于压缩测量矩阵. 本文从循环测量矩阵生成元素的幅值和相位两个方面探索循环测量矩阵的优化构造, 提出交替寻优生成元素的幅值并结合混沌随机相位实现循环测量矩阵的最优构造. 由一维和二维信号循环测量矩阵的不同表示形式出发, 将等价字典列向量之间互相干系数的Welch界作为逼近目标, 推导出了一维和二维信号循环测量矩阵生成元素幅值优化的统一数学模型, 提出采用交替寻优方法求解生成元素幅值的最优解. 利用混沌序列构造循环测量矩阵生成元素的随机相位. 与已有的典型循环测量矩阵相比, 本文优化构造的循环测量矩阵所对应的等价字典列向量之间具有更低的互相干性, 这正是所构造的循环测量矩阵优越性的本质所在.     

将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法

提出了一种将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法.这种算法基于计算机浮点数表示的bit位操作,不针对任何具体对象,可将任意连续或分段连续分布的实型随机变量转换成均匀分布的随机变量.理论分析表明,这种算法源于实型随机变量中普遍存在着的沿bit位以指数规律增强的均匀化趋势.任何实型的混沌序列,不论来自混沌映射系统还是混沌微分动力系统,都可以在同一个标准算法下变换成均匀分布的伪随机序列,因而是混沌伪随机数发生器标准化模块设计和硬件实现的关键技术基础. 关键词： 混沌 伪随机序列 均匀分布函数     

基于三元伪随机序列集的多声源房间脉冲响应测量方法*

在多输入多输出系统中,诸多情况下需并行测量任意输入输出之间的脉冲响应。虽然利用以Kasami序列集为代表的二元伪随机序列集良好的相关特性可以实现多声源并行测量,但是囿于其编解码信号相同且为二元信号的特点,使得其相关特性仍存在较大的可优化空间。该文提供了一种基于三元伪随机序列集的多声源房间脉冲响应测量方法,具有更好的相关特性,提高了测量准确度。仿真和实验验证了该测量方法的可行性和准确性。在封闭空间几何模型构建等领域中,可使用该方法提高测量效率并降低由于各通道不同步导致的误差。