ДОСЛІДЖЕННЯ ВАРІАЦІЙНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ГЕНЕРАТОРІВ ХАОСУ ПО ФОРМУВАННЮ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ

MEASURING AND COMPUTING DEVICES IN TECHNOLOGICAL PROCESSES Pub Date : 2023-03-30 DOI:10.31891/2219-9365-2023-73-1-24

Володимир Корчинський, Олександр Рябуха, Аль-Файюми Халед, Сергій Гавель, Володимир Міненко, Зураб Криштафор

{"title":"ДОСЛІДЖЕННЯ ВАРІАЦІЙНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ГЕНЕРАТОРІВ ХАОСУ ПО ФОРМУВАННЮ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ","authors":"Володимир Корчинський, Олександр Рябуха, Аль-Файюми Халед, Сергій Гавель, Володимир Міненко, Зураб Криштафор","doi":"10.31891/2219-9365-2023-73-1-24","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"В роботі проведено дослідження варіаційних можливостей генераторів хаосу по формуванню псевдовипадкових послідовностей, які можна використовувати в системах потокового шифрування. У криптографічних системах найчастіше застосовуються лінійно-конгруентні генератори або апаратні генератори із зворотними зв’язками. Недоліками таких генераторів є невеликий період формування псевдовипадкових числових послідовностей, а також обмежена кількість можливих комбінацій. З цієї причини доцільним є дослідження властивостей генераторів хаосу, період формування вибірки чисел для яких залежить від розміру розрядної сітки використовуваної обчислювальної системи. Вочевидь, що якість генераторів хаосу потрібно оцінювати за допомогою системи тестів NIST. Тобто, для практичного застосування генераторів хаосу в криптографічних системах необхідна ретельна оцінка їх статистичних характеристик. Також на основі хаотичних послідовностей розробляються різні методи модуляції, за допомогою яких забезпечується структурна та енергетична прихованість сигнальних конструкцій. Передумовами для всього цього стали властивості динамічного хаосу: рух детермінованої динамічної системи при певних умовах має всі властивості шумового сигналу; наявність нелінійності і неперіодичності процесу. Характерною особливістю генераторів хаосу є те, що незначні зміни початкових параметрів хаотичного процесу призводять до суттєвої зміни значень генеруючих коливань. Це дає можливість формувати різні траєкторії хаотичного процесу, на основі яких можна створювати практично необмежену кількість комбінацій псевдовипадкових послідовностей (ПВП) заданої довжини. Однак реальне впровадження динамічного хаосу для систем шифрування та модуляції вимагає пошуку методів, за допомогою яких можна формувати початкові параметри генератора на основі, наприклад, введеного пароля. З цього приводу доцільним є оцінка варіаційних можливостей генераторів хаосу для завдання формування псевдовипадкових послідовностей з необхідними кореляційними властивостями. На жаль, у відомих наукових працях цьому питанню приділено недостатню увагу, тому перспективність дослідження в даному напрямку визначає актуальність роботи. Метою цієї роботи є дослідження варіаційних можливостей генераторів хаосу для формування псевдовипадкових послідовностей із заданими кореляційними властивостями.","PeriodicalId":128911,"journal":{"name":"MEASURING AND COMPUTING DEVICES IN TECHNOLOGICAL PROCESSES","volume":"96 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-03-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"MEASURING AND COMPUTING DEVICES IN TECHNOLOGICAL PROCESSES","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31891/2219-9365-2023-73-1-24","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

В роботі проведено дослідження варіаційних можливостей генераторів хаосу по формуванню псевдовипадкових послідовностей, які можна використовувати в системах потокового шифрування. У криптографічних системах найчастіше застосовуються лінійно-конгруентні генератори або апаратні генератори із зворотними зв’язками. Недоліками таких генераторів є невеликий період формування псевдовипадкових числових послідовностей, а також обмежена кількість можливих комбінацій. З цієї причини доцільним є дослідження властивостей генераторів хаосу, період формування вибірки чисел для яких залежить від розміру розрядної сітки використовуваної обчислювальної системи. Вочевидь, що якість генераторів хаосу потрібно оцінювати за допомогою системи тестів NIST. Тобто, для практичного застосування генераторів хаосу в криптографічних системах необхідна ретельна оцінка їх статистичних характеристик. Також на основі хаотичних послідовностей розробляються різні методи модуляції, за допомогою яких забезпечується структурна та енергетична прихованість сигнальних конструкцій. Передумовами для всього цього стали властивості динамічного хаосу: рух детермінованої динамічної системи при певних умовах має всі властивості шумового сигналу; наявність нелінійності і неперіодичності процесу. Характерною особливістю генераторів хаосу є те, що незначні зміни початкових параметрів хаотичного процесу призводять до суттєвої зміни значень генеруючих коливань. Це дає можливість формувати різні траєкторії хаотичного процесу, на основі яких можна створювати практично необмежену кількість комбінацій псевдовипадкових послідовностей (ПВП) заданої довжини. Однак реальне впровадження динамічного хаосу для систем шифрування та модуляції вимагає пошуку методів, за допомогою яких можна формувати початкові параметри генератора на основі, наприклад, введеного пароля. З цього приводу доцільним є оцінка варіаційних можливостей генераторів хаосу для завдання формування псевдовипадкових послідовностей з необхідними кореляційними властивостями. На жаль, у відомих наукових працях цьому питанню приділено недостатню увагу, тому перспективність дослідження в даному напрямку визначає актуальність роботи. Метою цієї роботи є дослідження варіаційних можливостей генераторів хаосу для формування псевдовипадкових послідовностей із заданими кореляційними властивостями.

查看原文本刊更多论文

本文研究了混沌发生器生成可用于流加密系统的伪随机序列的变异能力。在加密系统中，最常用的是线性全等发生器或硬件反馈发生器。这类发生器的缺点是形成伪随机数字序列的时间较短，而且可能的组合数量有限。因此，最好研究混沌发生器的特性，其数字样本的生成周期取决于所用计算机系统的比特网格大小。显然，混沌发生器的质量应使用 NIST 测试系统进行评估。也就是说，要在密码系统中实际使用混沌发生器，就必须对其统计特性进行全面评估。此外，目前正在混沌序列的基础上开发各种调制方法，以提供信号结构和能量的隐蔽性。这一切的前提条件是动态混沌的特性：确定性动态系统在特定条件下的运动具有噪声信号的所有特性；过程存在非线性和非周期性。混沌发生器的一个特点是，混沌过程初始参数的微小变化会导致产生的振荡值发生显著变化。因此，可以形成混沌过程的各种轨迹，并在此基础上创建几乎无限数量的给定长度的伪随机序列（PRS）组合。不过，要在加密和调制系统中实际应用动态混沌技术，就必须寻找可以用来根据输入的密码等形成生成器初始参数的方法。在这方面，最好对混沌发生器的变异能力进行评估，以便生成具有所需相关特性的伪随机序列。遗憾的是，著名的科学著作对这一问题关注不够，因此这一方向的研究前景决定了这项工作的相关性。本文旨在研究混沌发生器生成具有特定相关特性的伪随机序列的变分能力。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

MEASURING AND COMPUTING DEVICES IN TECHNOLOGICAL PROCESSES

自引率

0.00%

发文量