八维广义同步系统在伪随机数发生器中的应用

StepPeng33

摘 要：该文提出一类 4 维离散系统。利用系统平衡点处 Jacobi 矩阵的特征值来分析系统在平衡点处的稳定性，
+ @5 _0 o. b2 c$ c4 u! U建立了一个判别这类系统为周期或混沌的定理。依据该定理构造了一个新的 4 维离散系统。该系统具有正的
9 p& |; H) D- N% o5 C2 j; k' DLyapunov 指数，数值模拟显示该系统的动力学行为具有混沌特性。结合该系统和系统广义同步定理构造了一个 8
维广义同步混沌系统。利用该系统构造了一个 16 bit 混沌伪随机数发生器 (CPRNG)，其密钥空间大于 21245。利
用 FIPS 140-2 检测/广义 FIPS 140-2 检测判别标准分别检测由 CPRNG, Narendra RBG, RC4 PRNG 和 ZUC
. _; L+ v/ f- z1 j1 J# OPRNG 生成的 1000 个长度为 20000 bit 的密钥流的随机性。检测结果表明，分别有 100%/99%, 100%/82.9%, 99.9%/
98.8%和 100%/97.9%密钥流通过 FIPS 140-2 检测/广义 FIPS 140-2 检测标准。数值仿真显示不同密钥流之间有平
1 i8 L5 _0 \2 e均 50.004%不同码。结果说明设计的伪随机数发生器有好的随机性，可以抵抗穷尽攻击。该文提出的 CPRNG 为
/ ]! q4 J: J  t密码安全的研究与发展提供了新的工具。
% F, Q- X5 ~3 T, f; d+ _关键词：伪随机数发生器；混沌系统；收敛性；广义同步；随机性检测
, F. @" H: f% c! i( s) ]1 引言
" t6 Z; F$ M* d, \( _7 e' _" p混沌是一类在确定性系统中显示类似随机事件

8 p4 Q  u/ D8 G" ^. E



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