马新友[1]2001年在《伪随机序列特性分析及其通用分析软件包实现》文中提出具有优良伪随机特性和较大线性复杂度的伪随机序列广泛应用于CDMA扩频通信和密码学中。本文主要致力于伪随机序列的随机特性和安全特性分析及其通用分析软件包的设计和实现。 本文讨论了序列的周期相关函数和非周期相关函数，归纳总结了部分周期相关函数的概念及性质，与此相对应给出了部分非周期相关函数的概念。这两个概念在研究序列的随机性时常被忽略且很模糊，但它们却对序列的局部随机性有很重要的影响。在此基础上，我们又讨论了序列的奇、偶相关函数。线性复杂度是序列的内在随机性，是序列不可预测性的一项很重要的指标。本文说明了序列的线性复杂度最好应是序列长度的一半。我们还注意到线性复杂度呈现出不稳定的特点，并讨论了度量线性复杂度稳定性的两个重要指标：线性复杂度曲线和k-错线性复杂度。 本文还设计和实现了一个通用序列测试软件包，实现了序列的随机特性和安全特性分析。该软件包有叁个核心模块：测试输入、测试项目和测试输出。在测试输入中，序列输入和用户有多个接口，包括输入范围的设置以及键盘、简单生成函数、复合生成函数和文件（文本文件或二进制文件）等多种输入方式。测试项目包括测试伪随机序列的平衡性、相关性（包括周期相关函数、非周期相关函数、部分相关函数、奇/偶相关函数、相关峰值以及相关均方值等）、谱特性、游程特性、重复性以及线性复杂度等。在测试输出中，可以对测试结果进行数据或图象（普通图形和压缩图形）显示、文件存储以及打印输出。且有完善的帮助文档以及友好的用户界面。本软件包使用VC++6工具编制，软件包有61个文件，2.68MBytes，稳定工作在Windows 98平台上，为序列特性的测试建立了一个客观的通用测试平台。 最后，本文使用序列通用测试软件包对不同长度（分别为256，1024，…，262144等）和不同起点的m序列截短后的复合序列、相控（PC）序列、Logistic混沌映射序列做了实验，分析了它们的平衡特性、相关特性（包括部分以及奇、偶自/互相关特性等）以及线性复杂度。由实验结果可以看出，这叁种序列的部分以及奇/偶相关特性都随着序列截短长度的增加而得到明显的改善。m序列截短后复合的线性复杂度明显增大。相控序列的线性复杂度在序列截短长度较小时，基本上为截短长度的一半。随着截短长度的增加，线性复杂度缓慢增加至相控序列没有截短时的线性复杂度。Logistic混沌映射序列的相关特性基本上和传统代数序列相当，线性复杂度则非常理想，基本上为序列长度的一半。长Logisic混沌映射序列的特性基本上接近理论值。
韦鹏程[2]2008年在《混沌伪随机序列及其应用研究》文中研究说明随着计算机技术和网络技术的快速发展,信息安全成为了学术界和企业界共同关注的热点。以密码学为核心的信息安全领域中,随机序列扮演着非常重要的角色:密钥的生成、数字签名、认证和鉴别以及各种安全通信协议都离不开高质量的随机序列。正如着名的密码学家Bruce Schneier所说:“随机序列是谈论最少的密码学问题,但没有哪个问题比这个问题更重要”。从某种意义上讲,随机序列的安全性确定了整个安全体系的安全性。因此如何能够得到高质量的随机序列发生就成为了信息安全重点研究的问题。将混沌理论引入伪随机序列是当前国际非线性科学和信息科学两个学科交叉融合的热门前沿课题之一。本论文着重研究混沌伪随机序列发生器的设计与实现,并尝试将其用于保障信息的安全之中。本论文中的主要贡献是:①从多个方面对混沌理论基础作了详细的论述。给出了混沌的定义,描述了混沌运动的特征,并介绍了各种常见的混沌模型和混沌研究所需的判据与准则;②介绍随机序列的相关理论,对目前信息安全中使用的随机序列发生器进行分析、归纳和总结,提出它们存在的问题:序列不够长、可以预测、产生的序列质量较差、速度较低、使用不方便等;③对区间数目参数化分段线性混沌映射(SNP-PLCM)的密码学特性进行详细分析,并以此为基础,提出了一种基于区间数目参数化分段线性混沌映射的伪随机序列发生器。该发生器同时利用控制参数扰动策略和输出序列扰动策略避免数字化混沌系统的动力学特性退化。理论分析和仿真实验结果表明,该算法产生的伪随机序列具有理想的性能;④混沌伪随机序列应用于S盒,提出了一种基于混沌序列的可度量动态S盒的设计方法。该方法利用区间数目参数化PLCM良好的密码特性产生的伪随机序列,然后用伪随机序列构造混沌动态S盒。数字分析结果表明,所设计的S盒有较高的非线性度和良好的严格雪崩特性;⑤提出一种基于混沌动态S盒和非线性移位寄存器的快速序列密码算法,该算法利用混沌伪随机序列用来初始化非线性移位寄存器(NLFSR)、构造非线性移位寄存器的更新函数和混沌动态S盒。非线性移位寄存器每循环一次输出32比特密钥流。每输出21 6比特密钥流,混沌S k( i )盒动态更新一次,使得在安全和效率方面有一个比较好的折中点。实验结果表明该方法可以得到独立、均匀和长周期的密钥流序列,同时可以有效的克服混沌序列在有限精度实现时出现短周期和NLFSR每循环1次输出1比特密钥流的低效率问题;⑥结合传统的Hash函数结构与混沌动态S盒,提出了一种基于混沌动态S盒的带密钥的Hash函数,该方法利用混沌动态S盒和函数查找表来生成具有混沌特性的Hash散列值,与现有的混沌Hash函数相比,该方法利用混沌动态S盒来提高系统的实时性能。结果表明该算法不仅具有很好的单向性,初值和密钥敏感性,而且实行的速度快,易于实现;最后对论文工作进行了全面的总结,并对今后的研究方向进行了展望。
晏福平[3]2009年在《双精度浮点型混沌伪随机序列发生器的DSP实现》文中研究表明在现代工程实践中,伪随机序列广泛应用于信息安全、数字通信、密码学、自动控制等领域中。随着信息技术的高速发展,对伪随机序列发生器提出了更高的要求,如何产生高质量、高性能的随机序列成为国内外研究机构和学者广泛关注的热门课题。由于混沌系统具有对初始状态和控制参数的极端敏感性以及宽频谱、类随机等主要特性,为产生高性能随机序列提供了很好的研究模型。本文设计了一种基于TD-ERCS(Tangent-Delay Ellipse Reflecting Cavity map System,TD-ERCS)混沌系统和混沌序列均匀化普适算法的伪随机序列发生器(Pseudo-Random Sequence Generator,PRSG);采用32位高性能浮点型数字信号处理芯片(Digtal Signal Processors,DSPs)实现了IEEE754双精度浮点型标准的PRSG;DSPs与PC的通讯采用了USB2.0传输协议,解决了前期研究中数据传输速度有限的问题;基于VC++6.0设计了人机交互界面,能快捷方便的完成初始值的设定以及数据的存储;依据美国国家标准与技术研究院(National Institute ofStandards and Technology,NIST)所提出的伪随机序列性能指标,对迭代所产生的混沌伪随机序列(Chaos Pseudo-Random Sequence,CPRS)进行了测试,结果表明该PRSG所产生的CPRS性能良好,为算法的硬件实现做了很好的前期验证。
刘军[4]2002年在《低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究》文中提出本文主要从低频时码授时系统工程理论与实践的角度出发，重点研究了目前低频授时工程中遇到的若干理论与实际问题，包括低频天地波综合覆盖范围预测，优化、升级系统配置参数和结构以及高精度、数字化低频时码定时终端的设计要点。作者所做工作及主要成果如下： (1)首先对低频授时信号天地波干涉问题进行了研究。地波信号场强和时延的计算根据经典理论和3262工程的实测参数获得，计算结果可靠；在充分考虑地磁场、低电离层电子浓度和碰撞频率在高度方向上的不均匀性、地面电特性分段不均匀性、大气折射等物理条件下，采用“全波理论”解决了天波的理论预测问题。在此基础上，建立了天地波干涉现象的数学模型，给出了系统工程中授时信号天地波综合覆盖图。为了解决天地波干涉造成的信号衰落，给出了自适应均衡的解决方案。 (2)对低频天波传播几何参量进行了深入分析，将大气折射率叁段模型引入几何参量的计算，并将大气折射数学模型从50公里高度扩展到90公里高度范围；计算出天线背景因子在照明区、半影区和深影区的出射角分界线，得到Airy函数大宗量与小宗量的分割值。 (3)根据通信基带信号分析理论，对低频时码信号的频谱进行了研究，给出了实际信号的解析表达，对其频谱进行了分析。 (4)为了实现低频时码授时系统的高精度定时，提出在ASK调制基础上组合扩频调制技术，给出了可行的组合调制方案，并就相关接收式低频时码接收机的设计进行了研究，研究结果表明，使用附加扩频调制，可实现微妙量级的定时精度。 (5)扩频调制的关键技术之一是伪随机序列的产生方法，作者从工程实用的角度对其理论推导、参数选取、实现手段进行了研究。 (6)作者提出低频时码信号的正交扫描解调技术，从理论上分析了正交扫描原理和实现方法，并进行了仿真测试；根据正交解调原理，采用DSP技术实现了低频时码接收机的数字化改进，为高精度低频时码接收机的研制打下基础。 (7)用DSP实现低频时码信号的解调和处理，关键是软件算法的设计，作者采用同步与解调算法，在解调的同时实现同步，极大的节约了DSP的资源，为DSP完成均衡、滤波等信号处理预留了空间。 （8）为了实测低频时码信号的覆盖情况，自主研制了低频时码信号测量仪。经实际外场测试表明，本机性能可靠、稳定。
汪西原[5]2001年在《软件无线电及其在直接序列扩频通信系统中的应用与仿真研究》文中研究指明随着通信技术从模拟到数字的飞速转变，当代无线电通信系统的更多功能将通过软件得以实现——导致了“软件无线电”。本文首先介绍软件无线电的概念、特点、基本构成，并分析和给出它的关键技术及实现构想。然后对直接序列扩频（DSSS）通信系统的有关技术进行研究，涉及伪随机序列（PN码）的选择与产生、扩频信号的处理、CDMA多址通信的实现及同步问题；在此基础上，讨论软件无线电思想在扩频通信中的应用并提出了采用模块化结构的设计思想，着重论述研究直接序列扩频MODEM模块的软件实现模型（包括收/发双方的实现结构、扩频序列的捕捉与跟踪、载波的同步以及信道的分析）。最后以软件仿真的理论与方法为指导，给出模型的软件设计方法，通过计算机模拟进行系统仿真和性能分析，验证方案的可行性，结果令人满意，得出了一些有意义的结论。
参考文献：
[1]. 伪随机序列特性分析及其通用分析软件包实现[D]. 马新友. 电子科技大学. 2001
[2]. 混沌伪随机序列及其应用研究[D]. 韦鹏程. 重庆大学. 2008
[3]. 双精度浮点型混沌伪随机序列发生器的DSP实现[D]. 晏福平. 中南大学. 2009
[4]. 低频时码授时系统中的若干理论与工程设计实验研究[D]. 刘军. 中国科学院研究生院（国家授时中心）. 2002
[5]. 软件无线电及其在直接序列扩频通信系统中的应用与仿真研究[D]. 汪西原. 西安电子科技大学. 2001