[发明专利]一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法，属于信息安全领域中的密码产生技术。

背景技术

随机数发生器具有许多用途，比如应用于加密设备、Monte Carlo模拟、内建自测试电路等。在过去的几十年，元胞自动机已被广泛应用于随机数发生器。元胞自动机固有的简单性、规整性和计算并行性等特点，使其在硬件实现时比其它模型更容易并且更快速。

元胞自动机可以分为规整元胞自动机和非规整元胞自动机。规整元胞自动机的所有元胞遵循相同的演化规则，而非规整元胞自动机中每个元胞可以拥有不同的演化规则。Wolfram第一个提出了使用规则30的一维规整元胞自动机产生伪随机序列，但不久就被Miere等人破译，指出当密钥长度为300至500比特之间，采用已知明文攻击可恢复密钥。随后，许多研究者采用非规整元胞自动机设计伪随机序列发生器。例如，Hortensius等人对规则30、45、90和150元胞自动机生成的伪随机数进行了研究，发现由规则90和150组成的非规整元胞自动机生成伪随机序列周期最大。Sipper等人提出用遗传算法来实现非规整元胞自动机规则的搜索，让计算机自动寻找到最优的元胞自动机组合规则以构造伪随机数发生器，从而避免了以前手动方法的烦琐。然而，采用非规整元胞自动机生成伪随机序列时，规则的组合和邻居的数量必须谨慎选择才能获得良好的随机性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法，与非规整元胞自动机相比，规整元胞自动机由于只需要一个演化规则因此在软硬件实现上更为简单并且所需的存储空间更少。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法，具体实施步骤如下：

步骤1：令规整元胞自动机的长度为256个元胞，该规整元胞自动机的演化规则如下：

sit+1=f(si-2t,si-1t,sit,si+1t,si+2t)=si-1t⊕sit⊕si+1t⊕si+2t⊕(si-2t·sit)⊕(si-1t·sit·si+1t)⊕(si-2t·si-1t·sit·si+1t)‾]]>