基于改进混沌系统的伪随机数发生器

• 作者: 刁进 谢飞龙 胡汉平
• 来源期刊: 计算机应用
• 学科: 工学
• 关键词: 混沌 相图 分岔图 最大Lyapunov指数 伪随机数 NIST SP800-22测试
• 年，卷（期）: 2021,（z2）
• 所属期刊栏目: 网络空间安全|Cyber security
• 页码范围: 151-158
• 页数: 8页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.11772/j.issn.1001-9081.2021010157

摘要

基于混沌系统的伪随机数发生器的性能会受到所采用混沌系统的复杂度的影响,为了能够生成随机性更好的序列,需要提高混沌系统的复杂度,为此提出了一种改进的混沌系统.改进的混沌系统由三个连续混沌系统组成,利用控制序列按照一定的规则进行切换.通过对相图、分岔图、最大Lyapunov指数的分析,发现改进的混沌系统跟子系统相比,系统参数区间、遍历范围和最大Lyapunov指数均增大.在改进混沌系统的基础上,设计了一种伪随机数发生器.该伪随机数发生器利用两个改进的混沌系统并设置不同的参数,分别对两个改进混沌系统的连续轨道进行采样,将采样结果转换成IEEE二进制浮点数算数标准(IEEE754)的格式,然后依次进行截断、S-盒变换和异或操作,生成最终的随机数.用美国国家标准与技术研究院SP800-22标准(NIST SP800-22)对生成的随机数序列进行检测,结果表明生成的随机数可以通过全部测试.