混沌映射动态分组伪随机数生成器

"该文提出了一种新的动态分组混沌伪随机数发生器，通过结合四个一维logistic混沌映射和随机扰动策略，提高了序列的随机性能和周期，适用于信息安全领域的保密通信。该方法在有限精度的计算机环境下解决了混沌特性退化问题，并通过了NIST SP800-22随机性测试。" 本文主要探讨了如何利用混沌理论改进伪随机数生成器的设计，以提升其随机性和安全性。传统的混沌伪随机数发生器在计算机的有限精度计算下，其混沌特性可能会退化，影响生成序列的质量。为了解决这个问题，研究者提出了一个基于四元logistic混沌映射的动态分组机制。 首先，该方法利用四个一维logistic映射作为基础，每个映射都有自己的初始条件和迭代规则。在每次迭代过程中，随机选择一个映射作为扰动源，对其他三个映射进行扰动。这种随机选择扰动源的方式增加了序列生成的不可预测性，进一步增强了混沌行为。 其次，引入了一个可变扰动参数，这个参数可以在一定的范围内动态变化，以适应不同的应用场景和安全需求。这不仅丰富了生成序列的多样性，还有效防止了序列的重复出现，扩大了序列的周期。 再者，设计中的一个重要创新是动态分组策略。在序列组合阶段，映射被动态地分组，每组内的映射结果进行特定的操作，如异或或加法，以生成最终的伪随机序列。这种动态分组策略使得每次迭代的组合方式都可能不同，进一步提升了序列的随机性。 最后，为了验证新方法的随机性质量，生成的序列通过了美国国家标准与技术研究院（NIST）发布的SP800-22随机性测试套件，这表明生成的伪随机数满足了严格的随机性标准，适合用于信息安全领域，如保密通信、加密算法中的S-box（Substitution Box）生成等。 该动态分组混沌伪随机数发生器结合了混沌理论的复杂性和动态分组的灵活性，能够产生高质量的随机数序列，对于提高信息安全系统的安全性具有重要意义。同时，由于其易于软件实现，这一技术有望在实际应用中得到广泛采用。