伪随机数发生器

摘要： 经典式的射频识别系统中读写器与后台服务器之间通过有线方式交换数据,无法满足现在人们不断增长的各种需求,移动式射频识别系统的出现,则能够解决经典式射频识别系统的困境。为能够适应移动式射频识别系统的运用,需要设计移动式的双向认证协议,以保障服务器与读写器间采用无线方式发送信息的安全性。文中提出一种轻量级的可适用于移动式RFID系统的双向认证算法,该算法基于伪随机发生器实现对发送信息的加密;为能够确保每轮消息的新鲜性,所有消息在加密的时候,全部混入随机数,使得每轮消息值不同;因随机数的随机性、互异性,使得前后消息值之间无任何关联性,增加攻击者破解难度。对多个经典协议从不同类型的攻击角度分析,表明文中算法具备良好的安全性能,同时可弥补其他算法的缺陷或不足;在计算量角度对比分析各算法,指出文中算法计算时间复杂度优于其他对比算法。

摘要： 射频识别系统中电子标签与读写器间基于无线链路交互数据信息,因无线链路自身具有的开放性,使得两者间交互的数据信息易被第三方人员获取,存在一定的安全隐患。为解决该安全问题,文中给出了一种基于伪随机数发生器的认证协议。协议摒弃经典加密算法对信息加密,而是采用伪随机数发生器实现对信息的加密,伪随机数发生器的实现具备时钟周期数少、门电路总数少等优势,能够降低射频识别系统的整体成本;协议为能够有效保持交互数据信息的新鲜性,在数据加密过程中均混入随机数,随机数由随机数产生器产生,具有互异性、不可预测性等优势,在保持信息新鲜性的同时,亦可抵抗第三方人员发起的诸如定位攻击、重放攻击等攻击。将该协议与其他经典协议进行安全及性能对比,表明该协议在可抵抗假冒攻击、异步攻击等常见类型攻击时,还具备较低的成本开销。

摘要： 测试伪随机数发生器(pseudo random number generator,PRNG)的性能是一个非常重要的问题,通常以能否通过检验均匀性和独立性的统计测试方法来衡量.1998年Rudnick和Sarnak提出了[0,1)上实数序列的泊松对相关(Poissonian pair correlations,PPC)的概念,独立且均匀分布的实数序列满足泊松对相关.该文基于泊松对相关的概念提出了一种测试(0,1)中伪随机数序列的一级统计测试方法,给出了收敛判别标准的选取方法,并对常见的PRNG(线性同余发生器、Mersenne Twister、Matlab.rand函数以及基于无理数π重叠产生的PRNG等)进行了测试,同时与卡方检验、序列检验、游程检验以及自相关检验进行比较.结果表明该测试方法不仅简单灵活、可操作性和可移植性较强,能有效地同时检验伪随机数序列的均匀性和独立性.

摘要： 在使用电子标签过程中,归属者常会发生变更,为确保归属权变更前后用户隐私信息的安全性,设计了一种轻量级的电子标签所有权转移协议。协议采用伪随机数发生器对要发送的信息进行加密,引入电子标签归属者标志位参量,用于明确归属权当前归谁拥有。文章还对协议安全性及性能进行分析,表明协议能够抵抗诸如假冒攻击、穷举攻击等较为常见类型的攻击,同时协议在时钟周期总数和门电路数量方面优于其他对比协议。

摘要： 机密图像需要尽可能安全地加密传输.针对大多数经典图像加密算法只提供计算安全的现状,文章提出了一种基于交替量子漫步的量子彩色图像加密算法.该算法提供了一个无条件安全的量子图像加密方案,理论上可以抵抗量子计算机攻击.文章方案的量子线路复杂度为O(n+q),与经典图像加密所需要的O(22n)复杂度相比,效率有指数级提升.与其他量子图像加密方案相比,文章方案在安全性和资源消耗上有较大优势,在未来有较大的应用潜力.

摘要： 针对Liang等人提出的基于双物理不可克隆函数(physical uncloneable function,PUF)的无线射频识别(radio frequency identification,RFID)认证协议进行分析发现其存在安全隐患,不能抵抗重放攻击、去同步攻击、标签伪造等恶意攻击.为解决由于恶意攻击者对RFID系统所造成的安全隐患问题,提出一种基于双PUF的RFID认证协议DPRAP.在伪随机数发生器种子生成阶段,不直接在非安全信道上传输种子的通信值,通过多次的Hash与异或运算对种子的值进行加密隐藏,保证协商种子的机密性;在标签与服务器的伪随机数发生器种子协商过程中,使用一个时间阈值,防止攻击者恶意阻塞通信信道引发去同步攻击,确保服务器与标签端的伪随机数发生器种子的同步性;在认证阶段,在认证信息中增加使用标签的身份标识IDS来对标签的合法性进行验证,防止标签假冒攻击.通过使用BAN逻辑和Vaudenay模型对DPRAP协议进行形式化分析和验证,证明DPRAP协议满足不可追踪性,能够抵抗去同步攻击、标签假冒攻击等攻击手段,结果表明DPRAP协议具有更强的安全隐私性和更好的实用性.

摘要： 大多数基于LPN问题设计的RFID协议主要侧重于身份认证协议,较少涉及隐私识别与认证,为解决此问题,对现有的基于LPN问题设计的认证协议与实现隐私识别的认证协议进行系统性的分析,总结这类协议的优点与存在的缺陷,利用RFID系统中拥有的大型存储设备数据库和伪随机数产生器,设计了一个基于LPN的具有快速识别的RFID隐私认证协议(FIP_Auth).此外,将FIP_Auth协议与Tree-LSHB+、BAJR、MMR协议进行了效率与安全性的比较.研究结果表明:FIP_Auth协议具有识别速度快、可证明的隐私性和认证性等优点,并且具有良好的可扩展性.

摘要： 伪随机数发生器广泛应用于信息安全领域,基于超混沌Lorenz系统和斜帐篷映射提出一种伪随机数发生器.首先利用超混沌Lorenz系统迭代产生4路伪随机序列{S1,S2,S3,S4},并以每8位为一个分组;然后利用斜帐篷映射迭代产生1个伪随机序列Ss用于数据选择;最后通过Ss序列值选择{Si,S2,S3,S4}序列中的一个为该8位的输出,继而产生伪随机序列输出.设计方案的输出结果通过了NIST的SP800-22 rev1a的全部随机性检验,并用图像加密测试证明其具有良好的随机性.

摘要： 伪随机数发生器(Pseudorandom Number Generator,PRNG)是密码学应用系统的一个重要组成部分.本文利用线性同余发生器(Linear Congruential Generator,LCG)、流密码算法RC4和密码学Hash函数,构造了一种基于软件实现的组合式伪随机数发生器.该伪随机数发生器可以快速生成伪随机数列并且从理论上证明了产生的数列具备不可预测性.同时,采用美国国家标准和技术研究院(National Institute of Standard Technology,NIST)发行的随机性测试包对该新构造的伪随机数发生器所产生的序列进行统计测试.实验结果显示,该新构造的伪随机数发生器产生的序列能够很好地通过各项测试,可以应用于信息安全领域.

摘要： 为了克服计算机处理数据的有限精度导致混沌特性退化的缺陷,改善随机数发生器输出序列的随机性能,设计了一种新的基于logistic混沌映射生成伪随机数的方法.在提出的方法中,采用四个一维logistic混沌映射,每次迭代随机选择扰动源对其他三个logistic映射进行扰动,加入可变扰动参数,组合时随机动态分组,从而提高序列的随机性能,扩大序列周期,避免序列的重复出现.以新方法设计的伪随机数发生器易于软件实现,生成的序列通过随机数检测标准NIST SP800-22,从而具有良好的随机性,可用于保密通信等信息安全领域.

摘要： 在近期的两篇论文中,提出了基于2d词(d比特快)具有明文雪崩效应的流加密方案和2d词秘钥流的随机性检测.本文提出了两个基于2d词的混沌伪随机数发生器(PRNGs),检测了混沌伪随机数发生器的随机性.当d=16时,比较了混沌伪随机数发生器和2d词RC4伪随机数发生器、ZUC伪随机数发生器的随机性.随机性检测结果表明,4个伪随机数发生器的随机性没有显著性差异.关于2d词混沌伪随机数发生器的随机性检测的研究具有重要意义.

摘要： 时空混沌系统有很好的密码学特性,但目前基于该模型提出的伪随机数发生器存在效率不高的问题.为此,提出了一种高效的基于时空混沌的伪随机数设计方案.在产生伪随机数的过程中,将一些耗时操作尽可能地替换为一些快速操作,并尽可能地减少时空混沌模型自身的迭代次数,因此算法的效率得到有效提升.对算法所产生的伪随机序列的密码学属性进行了测试,结果表明该伪随机发生器方案不仅运算速度快,而且具有很好的密码学性能.

摘要： 本文针对混沌法产生的伪随机数序列统计性能不佳的缺陷,提出了一种将Logistic混沌映射和无限折叠混沌映射进行组合的伪随机数发生器新方法.计算机仿真结果表明,此方法比单个的Logistic映射伪随机数发生器或无限折叠混沌映射伪随机数发生器具有更优良的统计性能.

摘要： 高效的隐写路径搜寻在隐写分析中是一个急需解决的问题.通过对隐写算法所用的伪随机数发生器进行简单的有向图建模,分析了密码搜寻的原理,利用图像局部光滑性原理,提出了一种检测隐写路径的算法.在此基础上,用二分搜寻方法进行隐写路径的搜寻,将搜寻空间有效地缩小了,实践分析表明搜寻速度有一个数量级的提高.

摘要： 随机数序列统计品质对蒙特卡洛仿真试验的精度和效率具有重要影响。给出了Visual C++、Bodand C／C++、Delphi、MS Fortran、Matlab、SIMSCRIPT、Simula等仿真系统主流开发平台上标准随机数发生器算法的一般形式，认为：所生成序列统计品质具有周期较短、相关性较强、存在高维稀疏网格等缺陷;设计方法落后，辅助功能不足;应采用面向对象技术构建组合发生器，以满足当前多样本并行仿真试验的需求。

摘要： 随机数序列统计品质对蒙特卡洛仿真试验的精度和效率具有重要影响。给出了Visual C++、Bodand C／C++、Delphi、MS Fortran、Matlab、SIMSCRIPT、Simula等仿真系统主流开发平台上标准随机数发生器算法的一般形式，认为：所生成序列统计品质具有周期较短、相关性较强、存在高维稀疏网格等缺陷;设计方法落后，辅助功能不足;应采用面向对象技术构建组合发生器，以满足当前多样本并行仿真试验的需求。

摘要： 随机数序列统计品质对蒙特卡洛仿真试验的精度和效率具有重要影响。给出了Visual C++、Bodand C／C++、Delphi、MS Fortran、Matlab、SIMSCRIPT、Simula等仿真系统主流开发平台上标准随机数发生器算法的一般形式，认为：所生成序列统计品质具有周期较短、相关性较强、存在高维稀疏网格等缺陷;设计方法落后，辅助功能不足;应采用面向对象技术构建组合发生器，以满足当前多样本并行仿真试验的需求。

摘要： 随机数序列统计品质对蒙特卡洛仿真试验的精度和效率具有重要影响。给出了Visual C++、Bodand C／C++、Delphi、MS Fortran、Matlab、SIMSCRIPT、Simula等仿真系统主流开发平台上标准随机数发生器算法的一般形式，认为：所生成序列统计品质具有周期较短、相关性较强、存在高维稀疏网格等缺陷;设计方法落后，辅助功能不足;应采用面向对象技术构建组合发生器，以满足当前多样本并行仿真试验的需求。

摘要： 随机数对遗传算法(GA)的效率有着重大影响，而研究人员尚未充分意识到这一点。依据遗传算法对随机数的需求，分析了遗传算法中常用的随机数序列品质上的缺陷(较短的周期、自相关以及规则的网格结构等)。运用MATLAB遗传算法工具箱，分析了随机数对Rosenbrock测试函数效率的影响，指出MATLAB上默认的随机数发生器对于遗传算法不是最适合的。需要根据具体应用的需求来选择适用的随机数发生器，并提出了相应的改进措施。

摘要： 随机数对遗传算法(GA)的效率有着重大影响，而研究人员尚未充分意识到这一点。依据遗传算法对随机数的需求，分析了遗传算法中常用的随机数序列品质上的缺陷(较短的周期、自相关以及规则的网格结构等)。运用MATLAB遗传算法工具箱，分析了随机数对Rosenbrock测试函数效率的影响，指出MATLAB上默认的随机数发生器对于遗传算法不是最适合的。需要根据具体应用的需求来选择适用的随机数发生器，并提出了相应的改进措施。

摘要： 本发明涉及随机数发生器、自检模块以及随机数发生器的自检方法。所述随机数发生器包括随机源产生电路、后处理电路和随机数硬件自检模块；随机源产生电路用于产生多路初始随机数，并将所述多路初始随机数合并为初步随机数序列，将所述初步随机数序列输出给所述后处理电路；后处理电路用于对输入的初步随机数序列进行均衡处理，并输出一路最终随机数序列；随机数硬件自检模块与所述随机数发生器中的随机数通道一一对应，用于监测各个随机数通道中的随机数序列是否符合设定条件；随机数通道包括：所述多路初始随机数的输出通道，所述随机源产生电路的输出通道，以及所述后处理电路的输出通道。本发明实施例解决了传统软件监测方式给出的监测结果存在滞后性的问题，并且简化了对监测环境要求。

摘要： 本申请提供一种随机数发生器的建模方法、装置、介质及随机数发生器包括：生成随机数发生器的当前架构；对所述随机数发生器的当前架构进行仿真，得到频谱仿真结果；若所述频谱仿真结果满足预设条件，则根据所述随机数发生器的当前架构确定所述随机数发生器的最终架构；若所述频谱仿真结果不满足所述预设条件，则调整所述随机数发生器的当前架构，并对所述随机数发生器调整后的架构进行仿真，得到频谱仿真结果，直到得到的频谱仿真结果满足所述预设条件为止。通过该方法生成的随机数生成器可靠性更高。

摘要： 本发明是一种随机数发生器(1)，该随机数发生器(1)包括光子源(2)、被配置成检测属于由光子源(2)生成的供检测光子流(λ)的至少一个光子的一个或多个光子检测器(31)、与光子检测器(31)可操作地相关联并被配置成基于供检测光子(λ)中的每一者的到达时间来实现用于提取二进制序列的逻辑方法的电子采样装置(4)。在随机数发生器(1)中，光子源(2)和光子检测器(31)彼此毗邻并被集成在单个半导体衬底(5)中。

摘要： 本发明涉及随机数发生器、自检模块以及随机数发生器的自检方法。所述随机数发生器包括随机源产生电路、后处理电路和随机数硬件自检模块；随机源产生电路用于产生多路初始随机数，并将所述多路初始随机数合并为初步随机数序列，将所述初步随机数序列输出给所述后处理电路；后处理电路用于对输入的初步随机数序列进行均衡处理，并输出一路最终随机数序列；随机数硬件自检模块与所述随机数发生器中的随机数通道一一对应，用于监测各个随机数通道中的随机数序列是否符合设定条件；随机数通道包括：所述多路初始随机数的输出通道，所述随机源产生电路的输出通道，以及所述后处理电路的输出通道。本发明实施例解决了传统软件监测方式给出的监测结果存在滞后性的问题，并且简化了对监测环境要求。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器、伪随机数发生方法、处理器芯片，伪随机数发生器包括三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元和抽样量化单元，其中：三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元基于穿过神经元的磁通干扰李雅普诺夫指数最大的神经元，用于对接收的输入信号进行处理并生成对应的输出信号。抽样量化单元与三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元电连接，用于抽样量化三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元产生的输出信号，得到随机序列。本发明利用三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元的神经元的磁通量干扰Lyapunov指数最大的一个神经元，让Lyapunov指数最大的一个神经元加入不同的干扰因子，从而减少混沌退化对产生的RNs的影响，能够提高生成随机序列的随机性。

摘要： 本发明提供一种生成伪随机数的方法及伪随机数发生器，所述方法包括：获取预先设定的密钥、初始向量、种子以及加密函数，所述的加密函数调用SM4算法以及3DES算法；所述SM4算法与3DES算法结合确定生成函数；根据所述的生成函数、密钥、初始向量以及种子输出伪随机数。本发明提供的伪随机数发生器，应用国密SM4算法与3DES算法结合确定生成函数进而输出伪随机数，为伪随机数发生器提供了一种新的设计方案，由于用到国密SM4算法以及3DES算法，因此增加了安全性。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器、伪随机数发生方法、处理器芯片，伪随机数发生器包括三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元和抽样量化单元，其中：三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元基于穿过神经元的磁通干扰李雅普诺夫指数最大的神经元，用于对接收的输入信号进行处理并生成对应的输出信号。抽样量化单元与三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元电连接，用于抽样量化三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元产生的输出信号，得到随机序列。本发明利用三神经元Hopfield神经网络混沌振荡单元的神经元的磁通量干扰Lyapunov指数最大的一个神经元，让Lyapunov指数最大的一个神经元加入不同的干扰因子，从而减少混沌退化对产生的RNs的影响，能够提高生成随机序列的随机性。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器及伪随机数生成方法，包括初始化模块、采样模块、计算模块和输出模块，其步骤如下：步骤一：首先设定伪随机数发生器中使用的梅森素数M(n)以及它的比特长度n，同时设定基础随机数的汉明重量范围相关参数h，同时选定初始的随机比特序列R；步骤二：将R输入采样算法S，采样后得到S(R)‑a，b，a和b是两个n比特长的基础随机数；步骤三：将a和b输入计算模块中，在M(n)的环上计算c＝a/bmod M(n)；步骤四：将c数制转换为二进制数d(只包含0和1)，随后将d由低位至高位依次输出二元比特序列s，最后生成符合密码学安全的伪随机数序列，本发明伪随机数发生器其抗量子攻击安全性可被验证，同时该伪随机数发生器操作较为简洁。

摘要： 本发明公开了一种伪随机数发生器及伪随机数生成方法，涉及数字信号发生领域。该伪随机数发生器包括：第一子发生器，用于生成m位的均匀分布伪随机数A；第二子发生器，用于生成m位的均匀分布伪随机数B；第一状态跳转模块，连接于所述第一子发生器，用于将所述第一子发生器从全零状态跳转为非全零状态；第二状态跳转模块，连接于所述第二子发生器，用于将所述第二子发生器从全零状态跳转为非全零状态；输出模块，连接于所述第一子发生器和所述第二子发生器，用于将所述伪随机数A和所述伪随机数B中对应数据位进行异或运算，以生成伪随机数C并输出。本发明技术方案通过状态跳转模块，以使伪随机数发生器在全零状态能跳转到正常状态。

摘要： 本发明提供一种生成伪随机数的方法及伪随机数发生器，所述方法包括：获取预先设定的密钥、初始向量、种子以及加密函数，所述的加密函数调用SM4算法以及3DES算法；所述SM4算法与3DES算法结合确定生成函数；根据所述的生成函数、密钥、初始向量以及种子输出伪随机数。本发明提供的伪随机数发生器，应用国密SM4算法与3DES算法结合确定生成函数进而输出伪随机数，为伪随机数发生器提供了一种新的设计方案，由于用到国密SM4算法以及3DES算法，因此增加了安全性。