搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于复合符号混沌的伪随机数生成器及加密技术

王福来

引用本文:
Citation:

基于复合符号混沌的伪随机数生成器及加密技术

王福来

A new pseudo-random number generator and application to digital secure communication scheme based on compound symbolic chaos

Wang Fu-Lai
PDF
导出引用
  • 提出了复合符号混沌序列的概念;并以符号动力学的揉序列为基础,将已知的伪随机数与揉序列规则下的短序列复合后得到新的符号混沌序列,再转换成二进制序列,从而得到长度随迭代次数成几何级数增加的伪随机序列(PRN).理论与实证分析都表明这是一个有效的伪随机生成器.为应用到图像的加解密技术中,建立了一个新型元胞自动机.该元胞自动机能有效地避免数据膨胀,加密效率高,并能产生显著的雪崩效应,提高了加密技术的安全性.
    A new concept of compound symbolic chaotic series is proposed. According to the kneading pair series in symbolic dynamics, by compounding a pseudo-random series with sub-series on condition of kneading rules we obtain a new symbolic chaotic series which is then transformed into a pseudo-random binary number (PRN) series. The length of the new PRN series elongates at a speed of geometric procession with iteration number. Theoretical and experimental analyses both prove that the above algorithm provides an effective PRN generator. To apply the algorithm to digital secure communication, a new cellular automata is established. With the automata, the data expansion is avoided, the encryption is finished quickly, the obvious avalanche effect can be produced, and thus the security is improved.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 10871168)资助的课题.
    [1]

    Wang F L 2010 Chin. Phys. B 19 0605151

    [2]

    Sheng L Y, Xiao Y Y, Sheng Z 2008 Acta Phys. Sin 57 4007(in Chinese)[盛利元、肖燕予、盛 喆 2008 57 4007]

    [3]

    Ping P, Zhao X L, Zhang H, Liu F Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6188(in Chinese) [平 萍、赵学龙、张 宏、刘凤玉 2008 57 6188]

    [4]

    Zhang X, Ren W, Tang D N, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5281(in Chinese) [张 旭、任 卫、唐冬妮、唐国宁 2010 57 5281]

    [5]

    Liu Y Z, Lin C S, Li X C, Liu H P, Wang Z L 2011 Acta Phys. Sin. 60 030502(in Chinese) [刘扬正、林长圣、李心朝、刘海鹏、王忠林 2011 60 030502]

    [6]

    Guan Z H, David J H, Shen X M 2004 International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Kunming China 320

    [7]

    Sun F Y, Lu Z W 2011 Acta Phys. Sin. 60 040503(in Chinese) [孙福艳、吕宗旺 2011 60 040503]

    [8]

    Sun F Y, Liu S T 2008 Chaos, Solitons & Fractals 38 631

    [9]

    Sun F Y, Liu S T 2009 Chaos, Solitons & Fractals 41 2216

    [10]

    Sánchez S, Criado R, Vega C 2005 Math. & Coput. Model. 42 809

    [11]

    Wang L, Wang F P, Wang Z J 2006 Acta Phys. Sin. 55 3964 (in Chinese) [王 蕾、汪芙平、王赞基 2006 55 3964]

    [12]

    Almeida J, Peralta S D, Romera M 2005 Physica D 200 124

    [13]

    Zhang R, Xu Z Y, Yang Y Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 010515(in Chinese) [张 荣、徐振源、杨永清 2011 60 010515]

    [14]

    Gutowitz H 1994 Method and Apparantus for Encryption, Decryption and Authentication Using Dynamical Systems USA: 5, 395, 589

    [15]

    Li K P, Gao Z Y 2005 Chin. Phys. 14 930

    [16]

    Qian Y S, Shi P J,Zeng Q, Ma C X, Lin F, Sun P, Wang H L 2010 Chin. Phys. B 19 048201

    [17]

    Zhang X, Ren W, Tang D N, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5281(in Cinese) [张 旭、任 卫、唐冬妮、唐国宁 2010 57 5281]

    [18]

    Wang F L 2010 Advances in Difference Equations Doi:10.1155/2010/985982 Article ID 985982

    [19]

    Zheng Y, Zhang X D 2010 Chin. Phys. B 19 010505

    [20]

    Sheng L Y, Cao L L, Sun K H, Jiang W 2005 Acta Phys. Sin. 54 4031(in Chinese)[盛利元、曹莉凌、孙克辉、闻 姜 2005 54 4031]

  • [1]

    Wang F L 2010 Chin. Phys. B 19 0605151

    [2]

    Sheng L Y, Xiao Y Y, Sheng Z 2008 Acta Phys. Sin 57 4007(in Chinese)[盛利元、肖燕予、盛 喆 2008 57 4007]

    [3]

    Ping P, Zhao X L, Zhang H, Liu F Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6188(in Chinese) [平 萍、赵学龙、张 宏、刘凤玉 2008 57 6188]

    [4]

    Zhang X, Ren W, Tang D N, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5281(in Chinese) [张 旭、任 卫、唐冬妮、唐国宁 2010 57 5281]

    [5]

    Liu Y Z, Lin C S, Li X C, Liu H P, Wang Z L 2011 Acta Phys. Sin. 60 030502(in Chinese) [刘扬正、林长圣、李心朝、刘海鹏、王忠林 2011 60 030502]

    [6]

    Guan Z H, David J H, Shen X M 2004 International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Kunming China 320

    [7]

    Sun F Y, Lu Z W 2011 Acta Phys. Sin. 60 040503(in Chinese) [孙福艳、吕宗旺 2011 60 040503]

    [8]

    Sun F Y, Liu S T 2008 Chaos, Solitons & Fractals 38 631

    [9]

    Sun F Y, Liu S T 2009 Chaos, Solitons & Fractals 41 2216

    [10]

    Sánchez S, Criado R, Vega C 2005 Math. & Coput. Model. 42 809

    [11]

    Wang L, Wang F P, Wang Z J 2006 Acta Phys. Sin. 55 3964 (in Chinese) [王 蕾、汪芙平、王赞基 2006 55 3964]

    [12]

    Almeida J, Peralta S D, Romera M 2005 Physica D 200 124

    [13]

    Zhang R, Xu Z Y, Yang Y Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 010515(in Chinese) [张 荣、徐振源、杨永清 2011 60 010515]

    [14]

    Gutowitz H 1994 Method and Apparantus for Encryption, Decryption and Authentication Using Dynamical Systems USA: 5, 395, 589

    [15]

    Li K P, Gao Z Y 2005 Chin. Phys. 14 930

    [16]

    Qian Y S, Shi P J,Zeng Q, Ma C X, Lin F, Sun P, Wang H L 2010 Chin. Phys. B 19 048201

    [17]

    Zhang X, Ren W, Tang D N, Tang G N 2010 Acta Phys. Sin. 59 5281(in Cinese) [张 旭、任 卫、唐冬妮、唐国宁 2010 57 5281]

    [18]

    Wang F L 2010 Advances in Difference Equations Doi:10.1155/2010/985982 Article ID 985982

    [19]

    Zheng Y, Zhang X D 2010 Chin. Phys. B 19 010505

    [20]

    Sheng L Y, Cao L L, Sun K H, Jiang W 2005 Acta Phys. Sin. 54 4031(in Chinese)[盛利元、曹莉凌、孙克辉、闻 姜 2005 54 4031]

  • [1] 梁经韵, 张莉莉, 栾悉道, 郭金林, 老松杨, 谢毓湘. 多路段元胞自动机交通流模型.  , 2017, 66(19): 194501. doi: 10.7498/aps.66.194501
    [2] 黄晓林, 霍铖宇, 司峻峰, 刘红星. 等概率符号化样本熵应用于脑电分析.  , 2014, 63(10): 100503. doi: 10.7498/aps.63.100503
    [3] 徐红梅, 金永镐, 金璟璇. 基于符号动力学的开关变换器时间不可逆性分析.  , 2014, 63(13): 130502. doi: 10.7498/aps.63.130502
    [4] 永贵, 黄海军, 许岩. 菱形网格的行人疏散元胞自动机模型.  , 2013, 62(1): 010506. doi: 10.7498/aps.62.010506
    [5] 陈冲, 丁炯, 张宏, 陈琢. 累积放电模型及其符号动力学研究.  , 2013, 62(14): 140502. doi: 10.7498/aps.62.140502
    [6] 孙福艳, 吕宗旺. 空间混沌序列的加密特性研究.  , 2011, 60(4): 040503. doi: 10.7498/aps.60.040503
    [7] 田昌海, 邓敏艺, 孔令江, 刘慕仁. 螺旋波动力学性质的元胞自动机有向小世界网络研究.  , 2011, 60(8): 080505. doi: 10.7498/aps.60.080505
    [8] 宋爱玲, 黄晓林, 司峻峰, 宁新宝. 符号动力学在心率变异性分析中的参数选择.  , 2011, 60(2): 020509. doi: 10.7498/aps.60.020509
    [9] 李家标, 曾以成, 陈仕必, 陈家胜. 改进型Hénon映射生成混沌伪随机序列及性能分析.  , 2011, 60(6): 060508. doi: 10.7498/aps.60.060508
    [10] 王福来. 一种基于误差快速扩散元胞自动机的加密技术.  , 2011, 60(6): 060501. doi: 10.7498/aps.60.060501
    [11] 沈民奋, 林兰馨, 李小艳, 常春起. 基于符号动力学的耦合映像格子系统的初值估计.  , 2009, 58(5): 2921-2929. doi: 10.7498/aps.58.2921
    [12] 罗松江, 丘水生, 骆开庆. 混沌伪随机序列的复杂度的稳定性研究.  , 2009, 58(9): 6045-6049. doi: 10.7498/aps.58.6045
    [13] 刘小峰, 俞文莉. 基于符号动力学的认知事件相关电位的复杂度分析.  , 2008, 57(4): 2587-2594. doi: 10.7498/aps.57.2587
    [14] 盛利元, 肖燕予, 盛 喆. 将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法.  , 2008, 57(7): 4007-4013. doi: 10.7498/aps.57.4007
    [15] 王学梅, 张 波, 丘东元, 陈良刚. DC-DC变换器的符号时间序列描述及模块熵分析.  , 2008, 57(10): 6112-6119. doi: 10.7498/aps.57.6112
    [16] 王 开, 裴文江, 夏海山, 何振亚. 基于符号向量动力学的耦合映像格子初始向量估计.  , 2007, 56(7): 3766-3770. doi: 10.7498/aps.56.3766
    [17] 牟勇飚, 钟诚文. 基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型.  , 2005, 54(12): 5597-5601. doi: 10.7498/aps.54.5597
    [18] 肖方红, 阎桂荣, 韩宇航. 混沌伪随机序列复杂度分析的符号动力学方法.  , 2004, 53(9): 2876-2881. doi: 10.7498/aps.53.2876
    [19] 蔡觉平, 李 赞, 宋文涛. 一种混沌伪随机序列复杂度分析法.  , 2003, 52(8): 1871-1876. doi: 10.7498/aps.52.1871
    [20] 吕晓阳, 孔令江, 刘慕仁. 一维元胞自动机随机交通流模型的宏观方程分析.  , 2001, 50(7): 1255-1259. doi: 10.7498/aps.50.1255
计量
  • 文章访问数:  9213
  • PDF下载量:  838
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-16
  • 修回日期:  2011-06-21
  • 刊出日期:  2011-11-15

/

返回文章
返回
Baidu
map