真隨機數的生成及其在圖像加密中的應用.pdf

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

2、機數應用于圖像加密，顯著減小了像素相關性，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.對隨機數應該滿足的條件和產生方法進行分析，研究了產生偽隨機數和真隨機數的方法，以及基于硬件平臺實現真隨機數生成器的原理，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生成器。
　　 (1)對可編程邏輯器件的設計方法和流程進行學習和研究，利用Verilog-HDL語言設計RS觸發(fā)器，調整時序使得觸發(fā)

3、器處于亞穩(wěn)態(tài)，為真隨機數的產生提供了熵源，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，構成隨機源模塊。
　　 (2)引入后處理模塊來提高隨機序列的質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構，構造簡單，易于實現。
　　 2.采用美國國家標準和技術研究所(NIST)的測試標準和軟件，對產生的真隨機數進行隨機性能測試，對每組10M比特序列進行15項的隨機性能指標檢測。
　　 3.