RU2557764C2 - Pseudorandom sequence generator - Google Patents
Pseudorandom sequence generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557764C2 RU2557764C2 RU2013116167/08A RU2013116167A RU2557764C2 RU 2557764 C2 RU2557764 C2 RU 2557764C2 RU 2013116167/08 A RU2013116167/08 A RU 2013116167/08A RU 2013116167 A RU2013116167 A RU 2013116167A RU 2557764 C2 RU2557764 C2 RU 2557764C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- unit
- block
- generator
- sequence
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Stored Programmes (AREA)
- Tests Of Electronic Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, техники криптографического кодирования и передачи дискретной информации и наиболее эффективно может быть использовано для получения случайных последовательностей импульсов большой неповторяющейся длительности.The invention relates to the field of automation and computer technology, cryptographic coding and transmission of discrete information, and can most effectively be used to obtain random sequences of pulses of large non-repeating duration.
Известно, что в аппаратуре дискретной автоматики, вычислительной техники и технике передачи информации широко используются генераторы псевдослучайных чисел, построенные на базе регистра сдвига, охваченного цепью обратной связи через сумматоры по модулю два, в которых псевдослучайные последовательности представляют собой n-разрядные двоичные последовательности, общее число которых равно 2"-1, где n - разрядность регистра сдвига, порядок следования последовательностей определяется структурой обратных связей и начальным состоянием регистра, чем длиннее неповторяющаяся серия выходных последовательностей, тем лучше характеристики случайности генератора.It is known that pseudorandom number generators are widely used in discrete automation equipment, computer technology, and information transmission technology, constructed on the basis of a shift register covered by a feedback circuit through modulo two adders, in which pseudorandom sequences are n-bit binary sequences, the total number which is 2 "-1, where n is the width of the shift register, the sequence order is determined by the feedback structure and the initial state of the reg tra, the longer the non-repeating series of output sequences, the better the chance of the generator.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных генераторов, реализованных на базе регистров с сумматорами по модулю два цепях обратной связи, относится то, что при заданных структуре обратных связей и начальном состоянии регистра невозможно изменение порядка следования выходных псевдослучайных последовательностей генератора, что не позволяет получить неповторяющиеся последовательности большой длины.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using known generators implemented on the basis of registers with adders modulo two feedback circuits include the fact that for a given feedback structure and the initial state of the register, it is impossible to change the order of the output pseudorandom sequences of the generator, which does not allow to obtain non-repeating sequences of large length.
Исследование отличительных признаков описываемого генератора и проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по техническим и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.The study of the distinguishing features of the described generator and the analysis of the prior art by the applicant, including a search by technical and scientific-technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by signs identical to all essential features the claimed invention.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является - генератор псевдослучайных последовательностей импульсов на однородной среде с программно меняющейся структурой, содержащий формирователь тактовых импульсов, блок управления и настройки, блок генерации псевдослучайных последовательностей, блок программного изменения структуры обратных связей блока генерации и установки его в заданное начальное состояние [1], который принят за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a generator of pseudo-random sequences of pulses on a homogeneous medium with a software-changing structure, containing a clock shaper, a control and tuning unit, a pseudo-random sequence generation unit, a program change block structure of the feedbacks of the generation unit and setting it to a predetermined initial state [1], which is adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится то, что в прототипе порядок следования неповторяющихся последовательностей при заданных программно структуре обратных связей и начальном состоянии однородной регистровой среды, используемой в качестве блока генерации, остается неизменным.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the prototype include the fact that in the prototype the sequence of non-repeating sequences for a programmed feedback structure and the initial state of a homogeneous register medium used as a generation unit remains unchanged.
Технический результат заключается в получении неповторяющихся случайных последовательностей большой длины с характеристиками, зависящими как от структуры обратных связей и начального состояния блока генерации, так и от структуры формируемых генератором выходных последовательностей.The technical result consists in obtaining non-repeating random sequences of large lengths with characteristics depending both on the feedback structure and the initial state of the generation unit, and on the structure of the output sequences generated by the generator.
В основу изобретения положена задача, заключающаяся в создании генератора псевдослучайных последовательностей на основе однородной регистровой среды с программируемой структурой [2], в котором порядок следования состояний выхода генератора зависит как от структуры обратных связей и начального состояния регистровой среды, так и от структуры выходных последовательностей, что приводит к изменениям порядка следования выходных последовательностей в случайные моменты времени, определяемые структурой выходных последовательностей, что позволяет формировать неповторяющиеся последовательности большой длины.The basis of the invention is the task of creating a pseudo-random sequence generator based on a homogeneous register medium with a programmable structure [2], in which the order of the output states of the generator depends both on the feedback structure and the initial state of the register medium, and on the structure of the output sequences, which leads to changes in the sequence of output sequences at random times determined by the structure of the output sequences, which, according to Allows to form non-repeating sequences of large length.
Указанный технический результат достигается тем, что в известный прототип - генератор, включающий в себя блок (1) формирования тактовых импульсов, блок (2) управления и настройки, блок (4) генерации псевдослучайных последовательностей, блок (3) задания структуры обратных связей и начального состояния регистра блока генерации, введены блок (5) программного задания кода структуры выходной последовательности, при формировании которой на выходе генератора происходят изменения в порядке следования состояний блока генерации 4, блок (7) анализа структуры выходной последовательности и формирования кода структуры, блок (6) сравнения заданного и текущего кода структуры с формированием сигнала, подаваемого на вход блока генерации 4, меняющего порядок следования состояний этого блока, что приводит к формированию на выходе генератора случайных последовательностей большой неповторяющейся длины, улучшая характеристики случайности генератора.The specified technical result is achieved by the fact that in a known prototype, a generator including a clock pulse generation unit (1), a control and adjustment unit (2), pseudo-random sequence generation unit (4), a feedback structure and initial block (3) the state of the register of the generation block, the block (5) for programmatically setting the code of the structure of the output sequence has been introduced, during the formation of which changes occur at the generator output in the order of the states of the
Генератор псевдослучайных последовательностей, содержащий блок 1 формирования тактовых импульсов, блок 2 управления и настройки, блок 3 генерации псевдослучайных последовательностей, блок 4 программного задания структуры обратных связей и начального состояния блока генерации, отличающийся тем, что введены блок 5 программного задания кода структуры выходной последовательности, блок 7 анализа структуры выходной последовательности, блок 6 сравнения кодов и формирования при их совпадении входного воздействия на блок генерации, что обеспечивает изменения порядка следования выходных последовательностей в случайные моменты времени, определяемые структурой выходных последовательностей, и приводит к увеличению длины неповторяющихся выходных последовательностей, улучшает характеристики случайности формируемых генератором последовательностей.A pseudo-random sequence generator, comprising a
Выход блока 1 формирования тактовых импульсов соединен с тактовыми входами всех остальных блоков генератора и предназначен для тактирования и синхронизации их работы, блок 2 осуществляет управление процессами ввода в блок 4 от внешнего устройства кодов начальной настройки структуры обратных связей и начального состояния блока генерации 3, ввода в блок 5 кода структуры выходной последовательности, формирует сигналы запуска и останова процесса генерации, его выходы соединены с входами разрешения записи от внешнего устройства кодов настройки блока 4, входом разрешения ввода кода структуры выходной последовательности блока 5, входом разрешения установки начального состояния блока генерации 3, входами сброса в начальное состояние блока 6 и блока 7, входами пуска и останова блока 1 формирования тактовых импульсов, выходы блока 3 связаны с входами задания структуры обратных связей и входами установки в начальное состояние блока генерации 4, выход которого является выходом генератора и связан с первым входом блока 7, выполняющего структурный анализ выходных последовательностей, выход которого связан с одним из входов блока сравнения кодов 6, второй вход которого связан с выходом блока 5, выход блока 6 связан с входом блока генерации 4 и входом блока управления и настройки 2, выходы которого связаны с входами установки начального состояния блока 6 и блока 7 для продолжения анализа структуры и повторных воздействий на ход процесса генерации всякий раз при формировании на выходе генератора выходной последовательности заданной структурыThe output of the
На фиг.1 изображена структура генератора псевдослучайных последовательностей, на которой представлены основные блоки: блок 1 формирования тактовых импульсов, блок 2 управления и настройки, блок 4 генерации псевдослучайных последовательностей, блок 3 задания структуры обратных связей и начального состояния регистра блока генерации, блок 5 программного задания кода структуры выходных последовательностей, блок 7 анализа структуры выходной последовательности, блок 6 сравнения кодов и формирования сигнала воздействия на блок генерации для изменения порядка следования состояний выхода генератора.Figure 1 shows the structure of the pseudo-random sequence generator, which shows the main blocks:
Перед запуском генератора от внешнего устройства под управлением блока 2 вводятся в блок 3 коды настройки структуры обратных связей и начального состояния блока генерации 4, в блок 5 - код, определяющий характер функциональной зависимости между ходом процесса генерации и структурой выходных последовательностей, например, задается число символов 1 в выходной последовательности, после появления которых вырабатывается сигнал изменения хода процесса генерации.Before starting the generator from an external device under the control of
Код структуры обратных связей действует на входах блока генерации 4 в течение всего процесса генерации, код начального состояния этого блока по сигналу от блока управления 2 вводится в регистровую среду и устанавливает регистры блока 4 в начальное состояние. После установки регистров блока 4 в начальное состояние на входы тактирования блока 4 подаются с выхода блока 1 тактовые импульсы, с приходом каждого из которых блок генерации 4 переходит в новое состояние, формируя на выходе псевдослучайные двоичные последовательности. Сформированные последовательности подаются на вход блока анализа 7, в котором выполняются над ними операции, заданные программно, код результата выполнения этих операций сравнивается в блоке 6 с кодом, заданными в блоке 5, и определяет моменты формирования сигнала, вводимого в блок генерации 4, меняющего текущее его состояние и ход последовательности следования выходных состояний, этот же сигнал подается в блок 2 управления и настройки, который устанавливает блоки 6 и 7 в начальное состояние, подготавливая блоки к повторному выполнению операций анализа, сравнения и изменений порядка следования состояний. Например, если функциональная зависимость хода процесса генерации предполагает изменения хода процесса генерации при каждом появлении на выходе блока генерации 4 заданного числа импульсов, соответствующих двоичным символам 1, блок 7 будет осуществлять подсчет числа сигналов, соответствующих символу 1, сравнивать в блоке 6 с числом, записанным в блоке 5, при совпадении кодов чисел формировать на выходе сигнал изменения хода процесса генерации. Прекращение процесса генерации сводится к прекращению подачи на входы блока генерации 4 тактовых импульсов от блока 1, останов может быть организован сигналом, формируемым автономно блоком 2, либо по сигналу от внешнего устройства.The feedback structure code acts on the inputs of
На фиг.2 в качестве примера изображена структура генератора, в котором в качестве кода структуры выходной последовательности задан код числа импульсов, соответствующих символом 1, на выходе блока генерации 4. Код, соответствующий заданному числу импульсов на выходе блока генерации 4, после поступления которых будет сформирован сигнал изменения хода процесса формирования последовательностей, записывается от внешнего устройства в регистр кода 5, сигналы с выхода блока генерации 4 подаются на вход блока анализа 7, представляющего собой двоичный счетчик, подсчитывающий число символов 1 на выходе блока генерации 4, состояние выходов счетчика подается в схему сравнения кодов 6, состояние выходов счетчика сравнивается в блоке сравнения кодов 6 с кодом на выходе регистра кода 5, при совпадении кодов блоком сравнения кодов формируется сигнал, который подается на вход блока генерации 4, меняя текущее состояние регистра этого блока, и вход блок управления и настройки 2, на выходе которого формируется сигнал сброса двоичного счетчика в начальное состояние. После обнуления счетчика начинается новый отсчет, и процесс внесения изменений в порядок следования состояний выхода генератора продолжается каждый раз при формировании на выходе блока генерации последовательности, в структуре которой имеется заданное программно число символов 1.Figure 2 shows, as an example, the structure of the generator, in which the code of the structure of the output sequence is set to the code of the number of pulses corresponding to
ЛитератураLiterature
1. Кадиев П.А. Омаров Г. Генератор псевдослучайных последовательностей импульсов на однородной среде с программно меняющейся структурой. Патент на изобретение №2331915. Бюл.№23, 2008 г.1. Kadiev P.A. Omarov G. Generator of pseudorandom sequences of pulses on a homogeneous medium with a software-changing structure. Patent for invention No. 2331915. Bull.№23, 2008
2. Кадиев И.П., Кадиев П.А. Однородная регистровая среда с программируемой структурой. Патент на изобретение №2449347 Бюл. №12, 2012 г.2. Kadiev I.P., Kadiev P.A. Homogeneous register environment with programmable structure. Patent for invention No. 2449347 Bull. No. 12, 2012
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116167/08A RU2557764C2 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Pseudorandom sequence generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013116167/08A RU2557764C2 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Pseudorandom sequence generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013116167A RU2013116167A (en) | 2014-10-20 |
RU2557764C2 true RU2557764C2 (en) | 2015-07-27 |
Family
ID=53380119
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013116167/08A RU2557764C2 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Pseudorandom sequence generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557764C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699259C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Pseudorandom sequence generator |
RU2712827C1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-01-31 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of forming a pseudorandom binary sequence for single-coordinate displacement sensors |
RU2797011C2 (en) * | 2020-12-28 | 2023-05-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Device for data flow encryption with controlled feedback structure |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU993444A1 (en) * | 1981-06-01 | 1983-01-30 | Предприятие П/Я А-3756 | Pseudorandom sequence generator |
SU1443141A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-12-07 | Предприятие П/Я А-3756 | Generator of pseudorandom sequences |
RU2331915C2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Generator of pseudorandom sequences of impulses in uniform environment with programmaticably changeable structure |
RU2008109516A (en) * | 2008-03-12 | 2009-10-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Универс | Pseudorandom PULSE SEQUENCE GENERATOR |
-
2013
- 2013-04-09 RU RU2013116167/08A patent/RU2557764C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU993444A1 (en) * | 1981-06-01 | 1983-01-30 | Предприятие П/Я А-3756 | Pseudorandom sequence generator |
SU1443141A1 (en) * | 1987-04-27 | 1988-12-07 | Предприятие П/Я А-3756 | Generator of pseudorandom sequences |
RU2331915C2 (en) * | 2005-11-22 | 2008-08-20 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Университет" (Дгту) | Generator of pseudorandom sequences of impulses in uniform environment with programmaticably changeable structure |
RU2008109516A (en) * | 2008-03-12 | 2009-10-10 | Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дагестанский Государственный Технический Универс | Pseudorandom PULSE SEQUENCE GENERATOR |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2699259C1 (en) * | 2019-01-10 | 2019-09-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Pseudorandom sequence generator |
RU2712827C1 (en) * | 2019-04-17 | 2020-01-31 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Method of forming a pseudorandom binary sequence for single-coordinate displacement sensors |
RU2797011C2 (en) * | 2020-12-28 | 2023-05-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Дагестанский государственный технический университет" | Device for data flow encryption with controlled feedback structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013116167A (en) | 2014-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11750361B2 (en) | Clock period randomization for defense against cryptographic attacks | |
RU2557764C2 (en) | Pseudorandom sequence generator | |
DE602004008516D1 (en) | METHOD AND CIRCUIT FOR GENERATING RANDOM COUNTERS AND COMPUTER PROGRAM PRODUCT THEREFOR | |
CN104182203B (en) | The production method and device of true random number | |
CN105912834A (en) | An apparatus and method for checking the entropy of a sequence of random numbers | |
JP2013064898A (en) | Pseudo random number generation device, and pseudo random number generation method | |
DE60319002D1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR GENERATING RANDOM COUNTERS USING METASTIC FLIP FLOPS | |
Garipcan et al. | Implementation of a digital TRNG using jitter based multiple entropy source on FPGA | |
JP2018152823A (en) | Time measurement device, and distance measurement device | |
JP2017183944A (en) | Unique information generation device | |
RU99672U1 (en) | RANDOM NUMBER GENERATOR | |
RU2453906C2 (en) | Method of transmitting binary information and apparatus for realising said method | |
SU477413A1 (en) | Testing Device | |
RU165983U1 (en) | Pseudorandom Sequence Generator | |
RU2526769C1 (en) | Hamming code generator | |
Pardhu et al. | Novel random sequence generation and validation using fpga | |
Blaszczyk et al. | A novel modelled true random binary number generator for key stream generation in cryptographic applications | |
SU1529218A1 (en) | Pseudorandom number generator | |
JP6386904B2 (en) | Random number generation apparatus and random number generation method | |
SU903874A1 (en) | Pseudorandom number generator | |
SU765795A2 (en) | Pseudorandom number generator | |
SU1654818A1 (en) | Pseudorandom number generator | |
JP2016040666A (en) | Sequence generation method | |
SU991586A2 (en) | Device for shaping pseudorandom time pulse train | |
CN103823211B (en) | For the fast m sequence capturing method of signal imitation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150520 |