[发明专利]一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法

摘要

本发明公开了一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法包括步骤：首先令规整元胞自动机的长度为256个元胞，并设定演化规则；其次设置密钥以及所需伪随机序列长度L；再次将密钥作为规整元胞自动机的初始全局状态，规整元胞自动机前向迭代产生不同时刻的全局状态，取被4除余1的时刻的全局状态作为二进制序列输出，直到输出的二进制序列长度大于或等于L则停止迭代；最后若二进制序列长度等于L则将该二进制序列直接作为伪随机序列输出，若二进制序列长度大于L则将长度L之后的比特舍去后作为伪随机序列输出。本发明采用规整元胞自动机设计伪随机序列发生器，不仅能够获得高质量的伪随机序列，而且具有逻辑结构简单、易于软硬件实现等优点。

主权项

一种基于规整元胞自动机的伪随机数生成方法，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：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)‾]]>式中，f(·)为布尔函数；为第i个元胞在t时刻的状态，i的取值为1‑256，为第i‑1个元胞在t时刻的状态，为第i‑2个元胞在t时刻的状态，为第i+1个元胞在t时刻的状态，为第i+2个元胞在t时刻的状态，为第i个元胞在t+1时刻的状态，所述状态的取值为0或1；是异或运算符，·是与运算符，‑是非运算符；元胞的边界采用周期型，即s0t=s256t,s-1t=s255t,s257t=s1t,s258t=s2t;]]>步骤2，设置密钥K，密钥K为256比特的二进制序列k1k2k3,...,k256；同时，设置需要产生的伪随机序列长度为L比特；其中，L为正整数；步骤3，将密钥K作为规整元胞自动机在t＝0时刻的全局状态规整元胞自动机根据步骤1中的演化规则向前迭代，依次产生不同t时刻的全局状态取被4除余1的时刻的全局状态作为二进制序列输出，当输出的二进制序列长度大于或等于L比特时，规整元胞自动机停止迭代；步骤4，若步骤3中规整元胞自动机输出的二进制序列长度等于L比特，则将该二进制序列直接作为伪随机序列输出；若规整元胞自动机输出的二进制序列长度大于L比特，则将长度L之后的比特舍去后的二进制序列作为伪随机序列输出；从而完成伪随机数的生成。