改进的时空混沌伪随机数发生器算法

"本文介绍了一种新的基于时空混沌的伪随机数发生器，该发生器旨在解决传统时空混沌系统概率密度分布不均的问题，通过采用分段Logistic映射和调整耦合参数来提高混沌系统的安全性及执行效率，适用于信息加密等领域。" 正文: 在信息安全领域，伪随机数发生器（PRNGs）扮演着至关重要的角色，特别是在流密码技术和信息加密中。它们需要生成的序列既具有高度的随机性，又对初始条件极度敏感，以确保加密的强度。混沌系统由于其复杂且不可预测的动力学特性，成为了设计高效PRNGs的理想选择。时空混沌系统，作为混沌理论的一个分支，因其在空间和时间上的动态复杂性，被广泛应用在密码学研究中。 然而，传统的时空混沌系统存在一个主要问题，即概率密度分布不均匀，这可能影响到PRNGs的安全性。针对这一挑战，该论文提出了一种新的伪随机数发生器算法，它采用分段Logistic映射作为局部映射，以改善混沌系统的概率分布。分段Logistic映射是一种非线性动力学系统，因其在不同区间内的不同增长特性而具有良好的随机性质，这使得生成的序列更加均匀且难以预测。 此外，论文中的新算法通过调整时空混沌系统的耦合参数来优化其密码学性能。耦合参数的变化可以显著影响混沌系统的动态行为，使得生成的伪随机序列在统计特性上更加接近真正的随机数，同时增强了对初始条件的敏感性，提高了安全性。 通过理论分析和仿真实验，论文证明了所提出的算法能有效解决概率密度分布不均的问题。生成的序列不仅具有良好的初值敏感性，确保了微小的初始差异会导致截然不同的序列，而且表现出优秀的随机性，符合加密算法对随机性的高标准要求。同时，该算法在执行效率方面也表现出色，这意味着它可以在实际应用中快速生成大量的伪随机数，满足实时加密的需求。 这项研究为混沌密码学提供了一个新的视角，即通过改进混沌模型的局部映射和耦合参数，可以实现更安全、更高效的伪随机数发生器。这种创新方法对于提升加密系统的安全性以及在数据传输、信息加密等领域的应用具有重要意义。