[发明专利]一种具有均匀分布特征的多维整数混沌伪随机序列的生成方法

说明书

本发明公开了一种具有均匀分布特征的多维整数混沌伪随机序列的生成方法，首先设置密钥长度、密钥变量参数，将待处理密钥扩展生成8个耦合格点的状态变量和8个计数器变量，同时设置修正方案中所需的IV变量；根据设置的计数器系统和整数动态耦合帐篷映像格子优化模型进行预迭代四次；根据修正方案中的IV变量来修改计数器变量；运行计数器系统和整数动态耦合帐篷映像格子优化模型，迭代更新计数器变量和状态变量；将每轮迭代的结果进行级联，得到8个多维整数混沌伪随机序列。利用上述方法生成的伪随机序列具有密钥空间大、复杂度高的优点，并具有良好的统计学特性，可并行生成多维伪随机序列。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，尤其涉及一种具有均匀分布特征的多维整数混沌伪随机序列的生成方法。

背景技术

伪随机数发生器是利用混沌映射作为基础进行设计，是混沌应用于序列密码的一种设计方式，在混沌密码中具有重大意义，混沌系统与密码学结合最初由序列密码来实现，主要是利用伪随机数发生器产生的序列用于加密交换，完成传统密码学中的混淆和扩散机制。混沌系统对于初始状态高度敏感，其复杂的动力学行为使结构更加复杂，产生的伪随机序列具有良好的随机性、复杂性和相关性，将伪随机数序列应用于序列密码时，为了提高安全性，伪随机序列的周期要足够长，并且序列的随机性要良好，兼顾两者一般很难做到，所以除军事领域一般使用较少。

目前在实际应用中混沌理论还存在许多问题，部分混沌系统密钥空间过小不适合加密，为了应用于密码学算法中，混沌系统需要数字化，从实数域走向整数域，但在有限精度前提下其动力学特性退化严重，帐篷映射是一类具有均匀分布特性的分段线性映射，是一种典型的混沌映射，但这类低维混沌系统产生的伪随机序列，相邻迭代值之间具有强相关性，基于此设计的多维伪随机序列之间的互信息较大，复杂度较低，密钥空间较小。在计算机等数字化系统中运算时，需将帐篷映射整数化，整数帐篷映射在有限域内生成的伪随机序列必然存在短周期现象，从密码学角度来说是一个较大的安全隐患，对整数帐篷映射进行动态扩展，并引入取模计算，可打破其短周期现象却无法解决复杂度较低等其他问题，高维超混沌系统中的典型代表是耦合映像格子模型，其系统复杂度极高，但却增加了运算时间，降低了计算效率，上述技术问题现有技术中并没有相应的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有均匀分布特征的多维整数混沌伪随机序列的生成方法，利用该方法生成的伪随机序列具有密钥空间大、复杂度高的优点，并具有良好的统计学特性，可并行生成多维伪随机序列。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有均匀分布特征的多维整数混沌伪随机序列的生成方法，所述方法包括：

步骤1、首先设置密钥长度、密钥变量参数，将待处理密钥扩展生成8个耦合格点的状态变量和8个计数器变量，同时设置修正方案中所需的IV变量；

步骤2、根据设置的计数器系统和整数动态耦合帐篷映像格子优化模型进行预迭代四次，以减少密钥与初始化得状态变量之间的相关性，使整个系统处于混沌状态；

步骤3、根据步骤1设置的修正方案中的IV变量来修改所述计数器变量，使状态变量和计数器变量处于混沌状态，减少变量间的相关性；

步骤4、进一步运行计数器系统和整数动态耦合帐篷映像格子优化模型，迭代更新8 个计数器变量和8个耦合格点的状态变量；

步骤5、将步骤4中每轮迭代的结果进行级联，得到8个多维整数混沌伪随机序列。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，利用上述方法生成的伪随机序列具有密钥空间大、复杂度高的优点，并具有良好的统计学特性，可并行生成多维伪随机序列。

附图说明