ATmega128单片机的真随机数发生器

引言随机数已广泛地应用于仿真、抽样、数值分析、计算机程序设计、决策、美学和娱乐之中。常见的随机数发生器有两种：使用数学算法的伪随机数发生器和以物理随机量作为发生源的真随机数发生器。要获取真正随机的真随机数,常使用硬件随机数发生器的方法来获取。这些真随机数都是使基于特定的真随机数发生源（如热噪声、电流噪声等）,每次获取的真随机数都是不可测的,具有很好的随机性。真随机数因其随机性强,在数据加密、信息辅助、智能决策和初始化向量方面有着广泛应用,构建一种基于硬件真随机数发生源,具有广泛的应用价值。但目前硬件真随机数发生源均较复杂,而且很少有基于单片机的真随机数发生器。本文利用RC充放电的低稳定度,根据AVR单片机的特点设计了一种性价比极高的真随机数发生器。该随机数发生器使用元件很少,     

正态分布真随机数云模型发生器

云模型发生器多是基于伪随机数的发生器.在充分研究了随机数发生器、云模型的国内外发展现状的基础上,设计了一种产生高质量随机数的硬件实现方案,并使用软件的方法将均匀分布的真随机序列逐步转换成正态分布真随机数一维云模型,全面论述了一种基于真随机数的云模型发生器的实现方法,国内尚属首次,是对云模型研究的有益补充.     

随机数发生器对蒙特卡罗算法求解定积分的影响

在运用蒙特卡罗算法求解定积分的解时 ,程序中的核心问题是随机数发生器的选用 ,选用不同的随机数发生器对定积分的计算结果有着不同的计算精度。通过选用三种不同的随机数发生器 ,对蒙特卡罗算法求解定积分进行此较实验 ,选出一个计算精度较高的随机数发生器 ,并对其所需参数进行对比选择。     

基于量子随机数发生器的量子密钥分发系统

量子随机数发生器能够产生不可预测的真随机数，可以解决随机数安全问题。在F-M系统的基础上，结合基于光子到达时间的量子随机数发生器实现方案，设计一种基于量子随机数发生器的量子密钥分发系统。该系统相比于F-M系统具有更高的随机数安全性，能够进一步提高智能电网中测控信息的安全性。     

一种基于GF(2~8)的流密码设计

为满足密码学安全领域对安全性和加密速度的需求,设计了一种高效流密码。本算法基于流密码体制进行设计,最小数据处理长度为128位,每次分组密钥长为560位。在数据加密过程中向明文混入无效信息,扩充密文数据量并能有效避免特殊数据带来的不安全隐患。算法的加、解密结构具有很大的相似性,易于进行并行计算以及在硬件上实现。针对真随机数发生器和伪随机数发生器两种方式产生的密钥给出不同的优化算法,降低存储代价。     

随机数发生器探讨及一种真随机数发生器实现

高质量随机数在信息安全中具有重要的应用。该文利用双重随机思想，基于真随机源对一个高质量伪随机数发生器进行参数重置，同时对该伪随机数发生器产生的随机数的特定二进制位进行采样从而获得0-1序列，将之填充到一个整数单元，归一化后作为输出。分析表明，该真随机数发生器具有良好的性能。     

基于一维扩展元胞自动机的伪随机数发生器研究

随机数作为加密数据的载体,备受关注,自然,随机数发生器亦成为密码学的重要研究课题之一。依据元胞自动机(CA)的基本理论,构造出一维扩展元胞自动机模型,借以生成随机数发生器的元胞自动机规则,同时引进遗传算法(GA),以元胞状态序列的熵作为遗传演化的适应度,从而有效地实现最佳元胞自动机规则的搜索,即构造出特定初始条件下的最优GA-CA耦合随机数发生器。最后对其生成随机数性能进行统计检验,其结果通过美国联邦信息处理标准(FIPS140-2)。为网络安全应用提供一种新的、特别适合硬件实现的、简单快速的伪随机数发生器。     

云发生器的软件实现*

用MATLAB实现了云发生器,包括正向云发生器和逆向云发生器。正向云发生器的核心技术是用中心极限定理生成正态随机数。对随机数产生的原理进行了阐述,通过用云表示定性概念“青年”对实验结果进行了分析。     

基于单向函数的伪随机数发生器

伪随机数发生器(pseudorandom number generator,PRNG)是重要的密码学概念.基于单向函数的伪随机数发生器起始于1982年的BMY发生器,将单向函数反复迭代,周期性地输出伪随机序列.单向函数的性质和种子长度关系到发生器的可实现性和安全性,是此类发生器的2个重要参数.在分析现有工作的基础上,改进了单向函数的随机化迭代方式,基于不可逆性证明了迭代过程的安全性.迭代方式的改进消除了单向函数的长度保持性质,采用一般的压缩规范单向函数和通用散列函数构建伪随机数发生器.输出级与BMY发生器结构类似,以迭代函数的核心断言作为伪随机序列.基于与真随机序列的不可区分性,证明了伪随机数发生器的安全性.所构建的伪随机数发生器与现有同类发生器结构类似,但放松了对单向函数性质的要求,增强了可实现性,减小了种子长度,提高了效率.     

Montgomery方法及其在伪随机数发生器中的应用

文章在Montgomery算法的基础上作了一些改进使之适合于硬件实现,并将修改后的Montgomery算法用于计算一种类Blum－Micali伪随机数发生器的计算,从而在很大程度上提高了该发生器的速度。该伪随机数发生器的安全性是基于离散对数的难题,如果素数q的位数很高（如512－bit）,则伪随机数发生器是很安全的。     

对伪随机数发生器的一种强度分析方法

本文建立了对伪随机数发生器的强度进行描述的概率方法。用这种方法对伪随机数发生器问题的一些方面着重进行了探讨，并得到了由伪随机函数（置换）发生器构造伪随机数发生器的一个具有一定实际意义的结果。本文认为此种方法为在密码学领域中进行较规范的数学化分析提供了一个工具。     

面向软件的随机数发生器设计和实现

为解决软件密码模块产品中随机数发生器的设计问题,特别是单一熵源的安全问题,提出一种通用的面向软件的随机数发生器方案。初始随机数采用系统熵池、本地随机数池和服务端采集的随机数3个熵源,其中系统熵池主要指当前操作系统下的环境噪音,本地随机池指加密保存的一次性真随机数,服务端采集的随机数由硬件随机数发生器产生。产生初始随机数的同时,软件密码模块完成对用户的身份认证,建立客户端和服务端之间的安全通道。给出安全通道分析和随机数质量分析。方案实现依赖操作系统和网络通信,适用于移动智能终端、嵌入式终端等多种设备。     

一种新的随机数组合发生器的研究

提出基于Mersenne Twister法和素数模乘同余法的随机数组合发生器。针对目前组合发生器理论多是对线性同余类中不同方法的组合的情况,结合两种类型的发生器的优点,得到一种新的随机数发生器。实验表明得到的组合发生器具有相对优越的统计性质,均匀性和独立性都有很大的提高。     

二位随机数发生器

本作品可以产生两位随机数。每按动一次控制按钮,就可以得到一个00～99范围内的随机数。电路简介电路原理图见图1。电路由脉冲发生器、计数器、译码/驱动电路、数字显示器和控制按钮AN组成。用4069组成的脉冲发生器产生3000Hz的脉冲信号,输送到计数器进行计数。计数器用两个4510级连组成,可在00到99之间计数。计数的结果输出到由4511组成的译码/驱动电路,驱动7段数码显示管把结果以两     

基于钟控非线性序列的RFID伪随机数发生器设计

以RFID加密系统的伪随机数发生器为研究对象,提出以线性反馈移位寄存器（LFSR）为基本部件的复合型钟控非线性伪随机数发生器的设计方法。通过Matlab和QuartusII对该设计的周期、线性复杂度、均匀性、功耗等特征参数进行分析,最后硬件电路采用FPGA产品中低成本、低功耗的Cyclone Ⅱ实现。此设计既保持了基本钟控非线性序列循环周期长、线性复杂度高的特性,同时提高了输出序列取值分布的均匀性,电路结构简单,并行输出16位数据,能够满足RFID加密系统的要求。     

对伪随机数发生器一种强度分析方法

本文建立了对伪随机数据发生器的强度进行描述的概率方法，用这种方法对伪随机数发生器问题的一些方面着重进行了探讨，并得到了由伪随机函数（置换）发生器构造伪随机数发生器一个具有一定实际意义的结果，本文认为此种方法为在密码不或进行较规范的数学化分析提供了一个工具。     

高速伪随机数发生器的设计与实现

该文以物理噪声源和LFSR为基础,利用FPGA设计了一款高速伪随机数发生器DPFSR。这款高速伪随机数发生器既能满足密码学领域对随机数的高质量的要求,又能满足实际应用对随机数的高速度的要求,输出速率能达到上千兆bps。该文介绍了DPFSR的设计原理、安全性分析、设计参数并且给出了随机性测试结果。     

一种基于VB环境下组合随机数发生器的构建

由于随机数是离散事件系统计算机仿真的核心所在，所以随机数列的性能好坏直接影响仿真结果的有效性。该文叙述了采用构造的线性同余发生器和Visual Basic环境中Rnd()函数结合起来，构建组合发生器的方法。比较了单独使用RIM()函数得到的随机数列与使用组合发生器得到的随机数列的性能指标，后者在保持随机数列均匀性的同时，大大提高了随机数列的独立性。     

一种新的随机数组合发生器的研究

提出基于Mcrscrme Twister法和素数模乘同余法的随机数组合发生器。针对目前组合发生器理论多是对线性同余类中不同方法的组合的情况，结合两种类型的发生器的优点，得到一种新的随机数发生器。实验表明僻到的组合发生器具有相对优越的统计性质，均匀性和独立性都有很大的提高。     

调和耦合混沌系统及其在伪随机数发生器中的应用

混沌系统有很多独特的性质,常在密码学中用作伪随机数发生器.在帐篷映射的基础上,提出一种新型耦合方式-自变量调和耦合,构造了一个混沌系统,并对该系统的混沌特性进行了分析.随后,基于这个混沌系统设计了伪随机数发生器.频数测试、序偶测试、扑克测试、游程测试、自相关测试等五个测试表明,该伪随机数发生器产生的序列有良好的伪随机性.最后,简要分析了所产生序列的线性复杂度和发生器的密钥空间大小,并设计了一个简易的流密码加解密系统.