真隨機數(shù)的生成及其在圖像加密中的應(yīng)用.pdf

1、真隨機數(shù)比偽隨機數(shù)具有更好的獨立性、均勻分布性、不可再生性，近年來在信息安全，特別是網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域起著不可或缺的作用，因此對它的研究越顯迫切，成為國內(nèi)外眾多院校和研究機構(gòu)目前的研究熱點之一。高質(zhì)量的真隨機數(shù)今后將在不同領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
　　 本文提出了一種基于FPGA平臺的真隨機數(shù)產(chǎn)生方法，探討了利用真隨機數(shù)對圖像進行加密的可行性。經(jīng)實驗證明，利用觸發(fā)器的亞穩(wěn)態(tài)產(chǎn)生的隨機序列可通過NIST測試，隨機性符合設(shè)計要求，實驗表明真隨

2、機數(shù)應(yīng)用于圖像加密，顯著減小了像素相關(guān)性，提高了抗剪切和抗噪聲性能。
　　 本文研究工作為以下幾部分:
　　 1.對隨機數(shù)應(yīng)該滿足的條件和產(chǎn)生方法進行分析，研究了產(chǎn)生偽隨機數(shù)和真隨機數(shù)的方法，以及基于硬件平臺實現(xiàn)真隨機數(shù)生成器的原理，提出一種新型的將觸發(fā)器的亞穩(wěn)態(tài)作為隨機源的真隨機數(shù)生成器。
　　 (1)對可編程邏輯器件的設(shè)計方法和流程進行學(xué)習(xí)和研究，利用Verilog-HDL語言設(shè)計RS觸發(fā)器，調(diào)整時序使得觸發(fā)

3、器處于亞穩(wěn)態(tài)，為真隨機數(shù)的產(chǎn)生提供了熵源，對多個觸發(fā)器的輸出進行異或操作，初步改善序列的隨機性，構(gòu)成隨機源模塊。
　　 (2)引入后處理模塊來提高隨機序列的質(zhì)量和增加每比特的熵，該模塊采用四級異或鏈與小m序列生成器進行異或的結(jié)構(gòu)，構(gòu)造簡單，易于實現(xiàn)。
　　 2.采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)的測試標(biāo)準(zhǔn)和軟件，對產(chǎn)生的真隨機數(shù)進行隨機性能測試，對每組10M比特序列進行15項的隨機性能指標(biāo)檢測。
　　 3.