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滑動模式/加密電路雙管齊下 巨量亂數保密應用再升級

文‧萬培彥/陳冠廷/彭志豪/曹彥傑 發布日期:2018/07/26

本文主要探討巨量亂數產生器之設計及其在加密電路上的應用。首先針對巨量亂數產生器如何產生隨機亂數做設計及技術說明,使系統可以快速產生巨量的隨機亂數;其次,利用強健的滑動模式控制方法,來進行同步控制器的設計,達到主僕端巨量亂數產生器之同步,並舉出例子來驗證推論結果。最後,進一步將上述發展之巨量亂數產生及同步技術結合加密電路設計,設計出具創新之高安全性之通訊保密系統。

混沌系統為一複雜之非線性系統,在過去二十年的研究以來,混沌同步已成為一個有趣的話題,其廣泛的應用,解決及成就多種重要工程問題和研究領域,主要原因在於混沌系統具有非常豐富的動態行為和軌跡不可預測性、白色雜訊般的寬頻,以及對初始條件敏感的蝴蝶效應等特性。由於混沌系統具有對初始條件敏感和不可預測的特性,目前已受到眾多學者相當大的重視,並且積極進行研究與分析,尤其在通訊系統的安全領域的應用中,利用混沌訊號來進行資料保密傳遞,更是熱門的研究之一。

在先前的技術中,混沌保密系統的設計,均只能產生少量的隨機亂數,然而針對巨量資料的加密及高安全性的要求,少量的亂數無法提供加密機制更多的隨機亂數可做選擇、而且若需加密之資料龐大,為了產生足夠的亂數,加密機制也要花較多的時間,無法一次加密完成等問題。

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