6维离散混沌系统下的伪随机数生成器及其安全性分析

"基于离散广义混沌同步定理的伪随机数生成器设计及性能分析 (2013年)" 本文是一篇2013年的工程技术论文，主要研究了如何利用离散广义混沌同步定理来设计高性能的伪随机数生成器（CPNG）。作者团队包括韩双霜、闵乐泉和臧鸿雁，他们分别来自北京科技大学的自动化学院和数理学院以及武警北京指挥学院的信息管理中心。 论文首先介绍了设计伪随机数生成器的背景和目的，即为了提高随机数的质量和安全性。研究人员基于三维Lorenz系统，这是一种著名的混沌动力学模型，通过离散化处理，结合广义混沌同步理论，构建了一个新的六维离散混沌系统。这个系统具有广义混沌同步的特性，可以保证生成的序列具有混沌的复杂性和不可预测性。 在新系统的基础上，作者们设计了一种混沌伪随机数生成器（CPNG）。CPNG的关键在于混沌系统的动态特性，能够产生看似随机但实际上由确定性规则控制的序列，这在密码学和其他需要随机性的应用中非常有用。 为了验证CPNG的性能，论文采用了美国国家标准技术研究院（NIST）的FIPS 140-2标准进行测试。该标准是加密模块的安全性认证，包括一系列严格的统计测试，以评估生成的二进制序列的随机性。通过对CPNG生成的1000个二进制码序列进行检测，所有序列均通过了FIPS 140-2的测试，这表明所设计的CPNG具有高度的随机性和均匀性。 此外，作者们还进行了置信区间分析，进一步证明设计的CPNG产生的伪随机序列具有良好的随机性质，适合应用于信息安全领域，如加密、密码学、模拟和蒙特卡洛方法等。论文的结论强调，这种基于广义混沌同步的伪随机数生成方法对于提高信息安全的随机性需求提供了有效解决方案。 这篇论文探讨了混沌理论在伪随机数生成器设计中的应用，提出了一种新的六维离散混沌系统，并成功通过了国际认可的随机性测试标准，为混沌理论在信息安全领域的实践应用提供了有价值的贡献。