伪随机序列

摘要： 本文针对传统基于跳频时戳的跳频同步频率算法存在短周期内同步频率集合小、同步频率序列周期性特征明显等问题,提出一种全频表高随机同步频率算法。针对频率集合小的问题,将频率集合扩展到整个工作频表内的所有频点,即在短周期内参与同步跳的频率数目最大化;针对同步频点伪随机序列周期短的问题,修改随机序列产生器输入种子参数的范围,使随机序列周期扩大,能够保证在一个较长周期内不重复。所提出的同步发送频点算法在短周期和长周期内都能覆盖频表内所有频点,具有高随机性,能实现跳频同步过程的高隐蔽性,提高系统抗干扰能力。

摘要： 数据在开放的网络环境中传输容易被盗取或破坏,因此常常利用混沌系统结合各种算法对多媒体数据进行加密。针对传统置乱扩散结构安全性低、依赖大量伪随机数的问题,文章提出一种基于Henon映射和改进的提升小波变换图像加密算法。首先,该算法对混沌系统产生的伪随机序列进行循环移位以及S盒处理生成密钥,同时将普通明文图像变换成一维奇偶索引序列;其次,将变换后的序列进行预测和更新处理,得到图像的低频近似分量和高频细节分量,完成一次加密;最后,分别翻转这两个被扰乱的分量,并再次执行预测和更新算法,完成对图像的加密。灰度图像上的计算机仿真实验与性能分析表明,使用该算法加密的图像失去了明显的统计特性,可以抵抗统计性攻击,有效提高了图像加密的安全性。

摘要： 水下海洋观测仪器位于海底深处开放海域中,正常工作时处于无人值守状态,拥有功耗受限导致的休眠/激活模式,容易遭受假冒、侧信道分析攻击.针对休眠模式下仪器的不同唤醒方式,提出了基于PUF和伪随机序列的双向身份认证方案:外部唤醒时,认证服务器主动唤醒仪器进行认证;自主苏醒时,仪器主动通知认证服务器进行认证.该方案基于终端PUF,并使用序列号和轻量级哈希函数对其加密,完成双向身份认证.此外,通信中使用伪随机序列加密链路层数据,改变信息中"0"和"1"的分布规律.该方案无需仪器预先存储私密密钥,且只在特定时间窗口发送数据.安全性分析表明,该方案能抵抗多种常见攻击,适用于水下海洋观测仪器的双向身份认证.

摘要： 结合序列密码和混沌映射的优点,提出了一种灰度图像的加密算法.该算法首先将图像矩阵化,然后通过线性移位寄存器生成周期序列,通过序列的性质选出序列中的一段并且根据序列段生成密钥矩阵,因为密钥是通过序列流产生的,所以和明文流与密文流无关,能够有效地抵御选择明文攻击;已知明文攻击等攻击手段.然后通过Hill密码加密原理使用密钥流对图像矩阵进行加密,对加密后的矩阵进行置乱迭代后生成密文图像.经过理论分析和实验验证,该算法具有敏感性高,抗差分攻击能力强,信息熵高等优点.

摘要： 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.

摘要： 针对正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)雷达通信一体化信号中的通信信息影响其探测性能的问题,提出一种基于预编码的OFDM雷达通信一体化信号形式.利用具有较好相关特性的伪随机序列对一体化信号的通信信息进行预编码,以提高一体化信号的模糊函数性能,进而提升其探测能力.特别地,选取m序列、gold序列和Kasami序列进行预编码,并分析了扩展因子的影响和这3种序列的特点和适用环境.仿真结果表明,取相同扩展因子时,分别采用这3种序列进行预编码,不同程度地增加了OFDM一体化信号的峰值旁瓣比,将提升OFDM一体化信号的目标检测能力.

摘要： 结合序列密码和混沌映射的优点,提出了一种灰度图像的加密算法.该算法首先将图像矩阵化,然后通过线性移位寄存器生成周期序列,通过序列的性质选出序列中的一段并且根据序列段生成密钥矩阵,因为密钥是通过序列流产生的,所以和明文流与密文流无关,能够有效地抵御选择明文攻击;已知明文攻击等攻击手段.然后通过Hill密码加密原理使用密钥流对图像矩阵进行加密,对加密后的矩阵进行置乱迭代后生成密文图像.经过理论分析和实验验证,该算法具有敏感性高,抗差分攻击能力强,信息熵高等优点.

摘要： 基于中密度准循环奇偶校验码(QC-MDPC)的McEliece公钥密码方案已被验证具有良好的性能特征,其密钥量较少、算法复杂度较低.但目前存在一种密钥恢复攻击对该方案的安全性产生威胁,攻击者利用特定的错误图样生成密文并进行发送,来获取接收者译码是否成功的反应,从而破译出该方案的私钥.为应对此反应攻击,提出了可能的解决方案.该方案将差错控制理论中的自动重传请求(ARQ)与伪随机序列结合,消除了反馈信息的有效性.仿真结果表明,提出的方案能有效抵抗此攻击.最后对提出的方案与各类抗击方案进行了比较,并分析了其未来改进方向.

摘要： 针对压缩感知理论中确定性测量矩阵的构造问题,基于二进制伪随机序列,提出具有采样和重构性能的确定性测量矩阵.利用有限域、编码理论和伪随机序列等理论,引入奇数和偶数情况的低相关性二进制伪随机序列,在此基础上,提出了适用于压缩感知算法的确定性测量矩阵.理论分析和软件仿真实验表明,在同样的信号输入条件下,与高斯随机矩阵和伯努利随机矩阵相比,基于伪随机序列的测量矩阵具有更加优秀的信号重构性能和更低的实现难度.

摘要： 针对压缩感知理论中确定性测量矩阵的构造问题,基于二进制伪随机序列,提出具有采样和重构性能的确定性测量矩阵.利用有限域、编码理论和伪随机序列等理论,引入奇数和偶数情况的低相关性二进制伪随机序列,在此基础上,提出了适用于压缩感知算法的确定性测量矩阵.理论分析和软件仿真实验表明,在同样的信号输入条件下,与高斯随机矩阵和伯努利随机矩阵相比,基于伪随机序列的测量矩阵具有更加优秀的信号重构性能和更低的实现难度.

摘要： 伪随机序列广泛应用于密码学、通信系统等领域,构造统计特性、相关特性及复杂度指标优良的伪随机序列是密码学、通信系统等领域的热点研究方向.该文研究了初等元胞自动机及三类包含时间二阶导数的较复杂的元胞自动机的动力学行为特点,构造了一种混合规则的元胞自动机,产生了一种新的伪随机序列.统计分析、相关性分析、复杂度分析结果表明,该序列的伪随机性能优良.元胞自动机组成单元的简单性、单元之间作用的局部性和信息处理的高度并行性、以及表现出复杂的全局特性等特点,使其在密码学与通信系统等领域具有较好的应用前景.

摘要： 本文主要介绍了压缩感知的基本原理,以及伪随机序列在压缩感知测量矩阵构造中的应用.分析了使用伪随机序列所构造的两个测量矩阵与小波基的相关性,并且利用构造的矩阵使用Matlab对一维信号进行仿真实验,得到重构误差随测量数的变化情况;对二维灰度和二值图像进行了重构实验,得到重构图像与原始图像的峰值信噪比随测量数的变化情况.最后,利用74LS194以及其他外围元件设计出伪随机信号发生器的硬件实现框图,观察仿真结果,验证了系统的正确性.

摘要： 复杂的水体环境,特别是水中微粒的吸收和散射作用,使得水下激光雷达测距系统的接收信号中存在大量的后向散射杂波.随着距离的增大,目标回波会逐渐淹没在杂波中,而副载波调制技术可以有效地提升目标对比度,实现水下激光雷达的测距增程.首先建立了光子在海水中传输的蒙特卡洛仿真模型,然后研究了结合激光雷达优势和微波雷达优势的副载波调制技术,给出了伪随机序列作为副载波时发射、接收和相关处理的详细步骤,最后对四种不同类型的副载波(方波、锯齿波、正弦波和伪随机序列波)在不同的水质和发射脉冲宽度的情况下进行了仿真研究.结果表明:伪随机序列对于目标对比度的提升方面性能最好.

摘要： 目前变换域通信系统主要使用m序列产生伪随机码生成相应的伪随机相位,但是m序列产生的伪随机码随机性不足,存在被破解的风险,针对这一问题,提出将分数阶简化Lorenz系统引入变换域通信系统中,用于生成伪随机序列,同时在系统中加入加权分数阶傅立叶变换(WFRFT)模块,提高信号的隐蔽性能.将所提出的系统应用于卫星通信,以期提高卫星通信的隐蔽性.仿真实验表明,由分数阶简化Lorenz系统产生的伪随机序列随机性更强,在保证可靠性的情况下,系统产生的信号具有更好的隐蔽性.

摘要： 论文针对电力物联网中传感器节点的抗干扰性和功耗的问题进行了研究,提出了一种基于伪随机序列自相关性的传感器节点唤醒方法.方法选用长度可扩的m序列作为传感器节点的地址编码,通过在发送数据端加入伪随机序列,实现了传感器节点唤醒过程的精准控制,有效的提高的电力物联网的抗干扰性和电池使用时间,具有较好的使用价值.

摘要： 基于分数阶混沌系统设计了扩频通信系统.在分数阶混沌序列的基础上,通过简单的二值量化算法同时生成多组互不相关的伪随机序列.这些伪随机序均通过NIST的STS测试,生成速度比对应的整数阶系统快,而且具有更大的秘钥空间.将生成的伪随机序列作为扩频码应用于扩频通信系统,其性能均好于Hénon映射、Chen系统、M序列及Gold序列,并且具有较好的多址能力.本系统的设计提高了扩频通信系统的性能,说明了分数阶混沌系统的广阔应用前景.

摘要： 在基于码分多址的卫星导航系统中,用户接收机通过导航信号中的扩频码来区分不同卫星的信号并进行导航定位,而民用信号领域互操作进程的加速,使得不同卫星导航系统之间的互操作信号采用相同的调制方式,因此不同系统之间互操作信号的隔离依赖于扩频码,所以研究改进的伪码设计优化方法对于提升导航系统性能,改善系统兼容性,促进卫星导航系统的建设有重要作用.本文首先介绍了构造卫星扩频码常用的伪随机序列,包括m序列,Gold序列,Weil序列,随机码,以及他们的生成原理和构造方法.然后分别仿真了10230,5115,1023码长下这些序列的奇偶自互相关特性并进行分析.之后根据码族大小,码长灵活性,自互相关性能,实现难易程度来对比分析,发现Weil序列综合性能最好.最后将GPS L1C所用的基于Weil序列的扩频码与混沌logistic映射所得序列进行性能对比,发现后者性能略优于前者,适宜在现代化卫星导航系统中使用.

摘要： 目前电力线双向工频通信系统(TWACS)的上行解调以电压过零为基准进行,这样收发端的电压相位差会造成信号接收时域出现偏差而严重影通信性能,而且受到主从模式的限制而不能主动上传报警信息;针对这种情况,本文提出了新的上行解调方法,在上行信号调制时增加了基于伪随机序列的前导信息,接收端将前导信息根据编码形成合成信号,由于合成信号中的调制成分得到增强,通过维格纳分布进行时频分析能够寻找到准确的解调时域,使得上行解调能够自适应收发端电压相位差,从而增强通信性能;同时,利用伪随机序列的自相关特性还能够进行主动方式的上行通信,从而实现实时报警功能;本文解调方法的性能通过现场规模化应用得到了验证.

摘要： 利用椭圆曲线构造伪随机序列是近年来的一个热点问题，椭圆曲线线性同余序列(EC-LCG)是生成效率最高，最具密码学应用价值的椭圆曲线序列。对 EC-LCG 进行了格攻击，给出了序列对于格攻击安全的界。证明了如果得到该序列连续三个点的足够多的坐标信息，可以在多项式时间内恢复整条序列。

摘要： 非合作通信条件下估计未知直接序列扩频信号的伪随机(PN)码是截获直接序列扩频信号信息内容的关键。本文提出一种基于固有时间尺度分解(ITD)的时域波形处理算法,可以在很低信噪比的条件下准确地估计直接序列扩频信号的PN码。该算法充分利用ITD时频分辨率高和适于实时处理的优势,直接分解直扩信号波形,借助于多个周期的伪随机码信号的相干累加提高信噪比,通过对载频处瞬时幅度累加值与第一上过零点频率处瞬时幅度累加值的差分信号波动特性的分析,找到一个PN码周期内相邻码片极性变化的位置,从而揭示PN码,而不必猜测其代数结构。与已有PN码估计算法相比,该算法具有采样精度要求低,对载频估计误差不敏感,适用于各种类型PN码等优势。计算机仿真验证了所提算法的可行性。

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： 滤波器(201)接收各种，作为芯片速率1/D的输入序列。接收到的扩频码序列通过串联连接的延迟电路(202)被依次延迟后配送。信号的延迟时间构成以芯片长度D为公差的等差数序列。所述信号的扩频码序列由放大器(203)来放大，使放大率构成以r为公比的等比数序列。加法器(204)将放大的信号相加，该相加的结果被作为输出序列依次输出。

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： 本发明公开了一种基于随机置换的伪随机序列的随机性检测方法，它属于检测领域，主要解决现有的随机性检测方法中存在的局限性和片面性的问题。其检测步骤是：对待测序列进行一系列的随机置换处理，如求逆或取反或随机交织；将随机置换处理后得到的逆序列或反序列或随机交织序列用Cramér-von Mises检测方法进行统计，得到对应序列的统计值，将对应序列的统计值与选定的标准统计值进行比较，若统计值小于该标准统计值，则待测序列满足随机特性，反之待测序列不具有随机特性。本发明使得伪随机序列的随机性检测在检测结果上更加全面，可应用于保密通信、航空航天、测距、密码学和自动控制领域。

摘要： 本发明公开了一种基于m序列发生器的本原多项式伪随机序列发生器，包含设置本原多项式单元、多进制M比特参数设置单元、线性反馈逻辑单元、移位寄存器单元，还包含加法运算单元、常数累加单元、模2M运算单元，加法运算单元对线性反馈逻辑单元的输出结果与常数累加单元中的常数项进行加法运算，并将结果输入到模2M运算单元，模2M运算单元的输出与移位寄存器单元的输入连接，移位寄存器单元的输出与线性反馈逻辑单元的输入连接，从而迭代产生M比特伪随机数组成的多进制伪随机序列。本发明通过简单的数学运算，能够得到周期为原m序列周期的2M-1或2M-2倍的多进制伪随机数组成的伪随机序列，增强了采用伪随机序列通信设备的安全性。

摘要： 本发明提供一种用于生成伪随机序列数据的数据序列的生成方法及设备。该方法包括根据数据序列A的递推公式，确定矩阵P，所述矩阵P中的各元素由数据序列A的递推公式中的抽头系数得到；确定待生成的数据项所对应的索引周期n

摘要： 本发明公开了一种基于伪随机序列调制的训练序列帧定时同步方法，该方法可应用于正交频分复用系统或者单载波频域均衡系统中，所述的方法包含如下步骤：(1)在接收端通过利用训练序列前后两部分的相关性进行能量检测；(2)取能量检测峰值位置左右一定范围作为粗同步定时范围；(3)在粗同步定时范围内，利用接收端产生的本地帧前导序列与接收序列进行互相关，根据互相关峰值位置，确定本帧精确同步定时位置；其中，所述的前导训练序列前半部分由若干个恒定幅值零值自相关序列(的级联序列并采用一个伪随机调制序列进行调制获得，后半部分为前半部分的取反运算。本方法通过利用伪随机调制序列进行复杂精细同步，能够获得较高定时精度。

摘要： 本发明公开了一种基于随机置换的伪随机序列的随机性检测方法，它属于检测领域，主要解决现有的随机性检测方法中存在的局限性和片面性的问题。其检测步骤是：对待测序列进行一系列的随机置换处理，如求逆或取反或随机交织；将随机置换处理后得到的逆序列或反序列或随机交织序列用Cramér-von Mises检测方法进行统计，得到对应序列的统计值，将对应序列的统计值与选定的标准统计值进行比较，若统计值小于该标准统计值，则待测序列满足随机特性，反之待测序列不具有随机特性。本发明使得伪随机序列的随机性检测在检测结果上更加全面，可应用于保密通信、航空航天、测距、密码学和自动控制领域。

摘要： 本发明公开了一种基于m序列的Lorenz混沌伪随机序列发生器，包括初值选取模块、Lorenz混沌迭代模块、量化模块和m序列扰动模块。初值选取模块用于在Lorenz混沌迭代开始前，赋给Lorenz混沌方程所需的初值，并将上一次迭代产生的输出值赋给下一次迭代作为初值；Lorenz混沌迭代模块通过浮点小数运算实现Lorenz混沌方程的运算，产生混沌实值序列；量化模块通过位序列设计方法将混沌实值序列转化为伪随机序列；m序列扰动模块通过线性反馈移位寄存器产生m序列，并使用m序列对混沌实值序列施加扰动，将扰动后的混沌实值序列返回初值选取模块，进行下一轮迭代运算。本发明克服了现有伪随机序列随机性不足，其密钥空间大，能够抗穷举攻击，满足各种应用场合的要求。

摘要： 本发明公开了一种基于m序列发生器的本原多项式伪随机序列发生器，包含设置本原多项式单元、多进制M比特参数设置单元、线性反馈逻辑单元、移位寄存器单元，还包含加法运算单元、常数累加单元、模2M运算单元，加法运算单元对线性反馈逻辑单元的输出结果与常数累加单元中的常数项进行加法运算，并将结果输入到模2M运算单元，模2M运算单元的输出与移位寄存器单元的输入连接，移位寄存器单元的输出与线性反馈逻辑单元的输入连接，从而迭代产生M比特伪随机数组成的多进制伪随机序列。本发明通过简单的数学运算，能够得到周期为原m序列周期的2M-1或2M-2倍的多进制伪随机数组成的伪随机序列，增强了采用伪随机序列通信设备的安全性。