[发明专利]一种伪随机数生成器及伪随机数生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据信号生成技术领域，尤其涉及一种伪随机数生成器及伪随机数生成方法。

背景技术

伪随机数在计算机软件、硬件、安全等领域有着广泛的应用，因而产生高效优质(即随机性高)的伪随机数变得非常重要。当前产生伪随机数的方案是通过模指数定义的伪随机数发生器产生。在伪随机数生成过程中，需要一直对数据求n次方，并按顺序保存数据。利用该现有方法产生的数据，其长度可长可短，但容易出现循等破坏伪随机数质量的数据。总体而言，现有的伪随机数生成方案所产生的伪随机数，占用空间大，效率低，并且所产生数据的随机性也不够高，不能满足当前实际应用中对随机性越来越高的要求。

因此，如何高效地生成高质量的伪随机数成为当前需要解决的一个问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种伪随机数生成器及伪随机数生成方法，用于克服当前伪随机数生成效率低且质量较差的缺陷，解决如何实现高效地生成高质量伪随机数的技术问题。

为了解决上述问题，本发明提出了一种伪随机数生成器，包括：

奇偶判断模块，用于判断当前伪随机数a_i是奇数还是偶数，若为偶数，则将当前伪随机数送入平方处理模块，若为奇数，则将当前伪随机数送入双曲处理模块；

所述平方处理模块，用于对当前伪随机数a_i按照平方算法生成下一伪随机数a_i+1；

所述双曲处理模块，用于对当前伪随机数a_i按照双曲算法生成下一伪随机数a_i+1。

其中，所述平方处理模块，在a_i是偶数时，进行平方处理时，令a_i+1＝S(a_i)来获得新的伪随机数a_i+1；其中，函数S(x)＝x²mod p；p是一个素数。

其中，所述双曲处理模块，在a_i是奇数时，进行双曲处理时，令a_i+1＝T(a_i)来获得新的伪随机数a_i+1；其中，函数T(x)＝(x-x^-1)mod p；p是一个素数。

本发明还提供一种伪随机数生成器，包括：

参数输入模块，用于配置初始参数及初始伪随机数a₀；

奇偶判断模块，用于判断当前伪随机数a_i是奇数还是偶数，若为偶数，则将当前伪随机数送入平方处理模块，若为奇数，则将当前伪随机数送入双曲处理模块；

所述平方处理模块，用于对当前伪随机数a_i按照平方算法生成下一伪随机数a_i+1输出至计数判断模块；

所述双曲处理模块，用于对当前伪随机数a_i按照双曲算法生成下一伪随机数a_i+1输出至计数判断模块；

所述计数判断模块，用于接收下一伪随机数a_i+1，对计数值i进行加1递增令i＝i+1，将利用平方处理或双曲处理后所得的伪随机数a_i+1作为当前伪随机数a_i，判断当前计数值i是否大于预设计数门限L，若递增后的计数值大于预设计数门限，即i＞L，则跳转至溢出处理模块进行处理，否则，将当前伪随机数a_i发送给输出模块；

溢出处理模块，用于在i＞L时，对伪随机数a_i进行溢出处理，令a_i＝(a_i-a_i-L)mod p，将a_i作为伪随机数输出至输出模块；

所述输出模块，一方面用于对外输出新生成的伪随机数a_i，另一方面将新生成的伪随机数a_i及当前计数值i反馈至奇偶判断模块，用于继续生成下一个伪随机数。

其中，所述参数输入模块配置初始参数的包括：一个大素数p，一个用于限制初始a₀的长度的整数N；一个整数L，用于作为对计数值i进行大小判断的门限值；所述初始伪随机数a₀是一个非平凡(nonuniform)大数，即计数值i＝0。