基于混沌网络的高速随机数产生系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种基于数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中包括数字混沌网络，一个或若干个与数字混沌网络连接的随机码寄存器及一个或若干个与一个或若干个与随机码寄存器连接的数据接口。数字混沌网络采用并行算法技术和流水线技术且其节点间由其产生的随机码或准随机码耦合以增宽混沌网络频谱进而增加数字混沌网络每个数字变量的随机码个数，得到低位随机码。取出数字混沌网络全部或部分变量的随机码并按任意排列方式编码构成高速随机数序列码，该高速随机数序列码经与数字混沌网络连接的随机码寄存器及与随机码寄存器连接的数据接口输出。该随机数产生系统可产生Tbits/s以上的随机码，可将其用于高速信息的加密并用混沌同步解密信息。
【专利说明】基于混沌网络的高速随机数产生系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子学【技术领域】，尤其涉及一种基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统。
【背景技术】:
[0002]近年来，基于混沌系统的高速随机数产生引起了国际上的极大研究兴趣。人们利用混沌激光、混沌超晶格及混沌逻辑门网络可产生KT2GbiVs的高速随机数。然而到目前为止的研究中存在如下问题:
[0003](I)、用于产生高速随机数的混沌信号多为小混沌系统，如单激光、双激光及弱耦合超晶格激光混沌系统产生，这使得随机数速率的增加受到限制。
[0004](2)、为了提高随机数产生速率，须采用高速数据采集及后数据处理(如高阶差分运算等)技术，这将大大增加系统成本及系统复杂性，给实际使用带来不便。
[0005]( 3 )、对模拟混沌系统产生的混沌信号进行数字化不可避免地使噪音混入随机数系统，这给高速随机数保密通信带来解密困难。
[0006](4)、将由 微分方程描述的复杂电子网络数字化进而产生高速随机数的研究未见报道。
【发明内容】
[0007]本发明目的是，提出一种基于复杂混沌网络的高速随机数产生系统，包括一种增宽混沌网络频谱的混沌网络节点间的随机码耦合技术及随机数去关联技术，也包括复杂混沌网络的并行算法和流水线设计技术。本发明通过复杂混沌网络的并行算法和流水线设计技术产生高速混沌数码，去除其中的关联码，然后按任意排列方式编码构成高速随机数序列码。
[0008]本发明的技术方案是，基于由频谱增宽的复杂混沌网络产生的去关联数字混沌码产生高速随机数系统，包括:
[0009](I)、一个用于产生混沌数字数码的数字复杂混沌网络，从该数字混沌网络所产生的数码中去除高位关联混沌数码，然后将全部或部分混沌数码编码构成高速随机数系统。
[0010]用于产生混沌数字数码的复杂混沌网络动力学方程由微分动力学方程描写
【权利要求】
1.一种基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，包括: 1)一个数字混沌网络，其用于产生高速随机数； 2)一个或若干个与数字混沌网络连接的随机码寄存器，其用于存放随机码； 3)一个或若干个与随机码寄存器连接的数据接口，其用于随机码输出。
2.如权利要求1所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中所述用于产生高速随机数的数字混沌网络具有如下特征: (1)、该网络由多个数字混沌振子构成，所述数字混沌网络是任意拓扑结构，包括正规网络，随机网络，小世界网络，标度自由网络和模块网络； (2)、用于产生高速随机数码的数字混沌网络的动力学方程由微分动力学方程描写
3.权利要求2所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中数字混沌网络节点间的耦合函数％和&是随机数或准随机数的函数，
4.如权利要求1所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中混沌网络动力学方程采用并行计算方法，该并行计算方法有如下特征: (1)该并行计算方法利用数值计算方法，包括计算过程中任何时刻进行的任何近似方法、对数据及码的任何操作， (2)混沌网络所有变量的每一步计算结果
5.如权利要求1所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中所述数字混沌网络动力学方程除了采用权利要求1中的并行计算方法外还要采用流水线方法，其特征是: (I)在每一步长的计算中，第一个时钟周期用于并行计算数字混沌网络动力学方程，第二个时钟周期用于并 行计算数字混沌网络动力学方程，第二个时钟周期计算的数字混沌网络动力学方程与第一个时钟周期并行计算的数字混沌网络动力学方程有相同或不同的初值条件，第三个时钟周期用于并行计算混沌网络动力学方程，其初值条件与前面的初值条件相同或不同，下面时钟周期内的并行计算与前面相同，直到该计算步长结束，然后进行下一步长的同样计算，每一时钟周期都可并行产生所有变量的低位随机码。
6.如权利要求1-5中任意一个所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其中每一时钟周期取出产生的全部或部分随机码按一定方式排列
7.如权利要求1-5中任意一个所述基于复杂数字混沌网络的高速随机数产生系统，其产生的随机码经一个或若干个与一个或若干个寄存器连接的随机码接口输出。
【文档编号】H04L9/00GK103716149SQ201410017321
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2014年1月15日 优先权日:2014年1月15日
【发明者】黄洪斌 申请人:东南大学