ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Теоретические основы для построения генератора 6
1.1. Математическая модель генератора 6
1.2. Управляемый генератор 7
1.3. Выбор функции F, реализуемой каждым блоком 8
1.4. Матрица переходов генератора 9
1.5. Каскадные схемы 11
1.6. Примитивные и импримитивные матрицы 13
1.7. Нахождение финального распределения вероятностей состояния
генератора 13
1.8. Схема скрытой передачи данных 14
Глава 2. Описание разработанной программы и эксперименты 16
2.1. Цель создания программы 16
2.2. Выбор технологий для реализации 16
2.3. Описание выполнения программы 16
2.4. Подбор генераторов с близкими, но разными финальными
распределениями и определение типа генератора 17
2.5. Установление типа распределения 24
2.6. Оценка пропускной способности канала 25
2.7. Оценка предложенных схем для скрытой передачи
данных 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 28
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 29
ПРИЛОЖЕНИЕ

Купить

Существует два типа генераторов случайных чисел - генератор псевдослучайных чисел (ГПСЧ) и генератор истинных случайных чисел (ГИСЧ). ГПСЧ на самом деле не выдает случайные числа. Последовательность чисел, которую выдает такой генератор, является результатом работы алгоритмов, которые используют математические формулы или просто предварительно просчитанные таблицы для создания последовательности чисел, которые кажутся случайными. Примером является линейный конгруэнтный метод, который заложен в большинство ГПСЧ. Он генерирует последовательность, используя рекуррентное соотношение хп+г = ахп + с, где равенство берется в виде остатка при делении на некоторое большое m [1]. В случае генератора бинарных последовательностей, основанных на регистрах сдвига с обратными линейными связями [2].
Эти характеристики делают ГПСЧ подходящими для приложений, где требуется много чисел, чтобы одна и та же последовательность была легко воспроизведена. Популярными примерами таких приложений являются приложения моделирования. ГПСЧ не подходят для приложений, где важно, чтобы цифры были действительно непредсказуемы, например, шифрование данных (алгоритм RSA, где необходимо генерировать открытый и закрытый ключи), вычисления методом Монте-Карло, азартные игры [3]. В отличие от ГПСЧ ГИСЧ (физический генератор) генерирует непредсказуемые случайные последовательности, извлекая случайность из физических явлений.
Тема данного исследования является на сегодняшний день достаточно актуальной. В работе [4] изучается марковская модель цифрового стохастического генератора на основе сумматоров по модулю 2, работающих в асинхронном режиме. В статье [5] выработан аналитический инструмент для выявления опасных для процесса генерации стабильных и частично
стабильных состояний, из которых генератор, составленный из сумматоров по модулю 2, может выйти в процессе работы. Статья [6] предлагает математическую модель генератора, построенного в виде кольцевого соединения комбинационных схем в трехзначной логике. В работе [7] предлагаются методы теоретического анализа схем с обратными связями, построенных из сумматоров над полями GF(2), GF(3). В статьях [3, 8] уделено внимание генераторам, работа которых основана на явлении jittering. Это явление возникает в комбинационных схемах, когда сигналы с выхода схемы поступает на ее вход. В работе [9] рассматриваются управляемые генераторы в троичной логике, а также каскадные схемы. Однако, тема скрытой передачи данных на основе управляемых генераторов требует дальнейшего изучения. Во многих работах рассмотрено функционирование генераторов в двоичной логике, не рассмотрены другие системы счисления. В представленных работах [3 - 9] рассмотрено небольшое количество различных дизайнов управляемых генераторов на основе блоков, что требует более детального изучения различных показателей, зависящих от изменения дизайна генератора. Также нет универсальной программы для различных систем счисления, с помощью которой можно было бы вычислять стационарные распределения для разных схем.
Из существующих подобных способов скрытой передачи данных существуют:
- управляемый хаос;
- накопление сигнала на уровне ниже шума.
Управляемый хаос - явление в теории динамических систем, при котором поведение нелинейной системы выглядит случайным, несмотря на то, что оно определяется детерминистическими законами [10].
Накопление сигнала на уровне ниже шума - способ уменьшения вероятности обнаружения сигнала, с помощью ограничения мощности передатчика таким образом, чтобы приемник собеседника принимал сигнал на достаточном уровне (вероятность ошибки равна максимально допустимой) [11].
Сигналы на выходах каждого из генераторов выглядят как шум. Шум должен различаться незначительно. Таким образом, для перехватчика передаваемый сигнал выглядит не как секретное сообщение, а как шум. Способ передачи данных состоит в периодическом переключении с одного блока на другой (в любой момент времени может сработать только один блок).
Пусть F - цифровая комбинационная схема с обратной связью. Однако эта не стандартная связь, схема может превращать себя в цифровой блок с памятью либо она генерирует случайную последовательность сигналов. Как правило, схема состоит из однотипных блоков и функционирование схемы зависит от соединения блоков между собой [9]. Некоторые входы могут быть свободными - т.е. на них подаются постоянные управляющие сигналы <0>, <1> или <2>. Подавая постоянные сигналы на блок со свободным входом, генератор превращается в управляемое устройство.
Цель работы - разработка нового метода скрытой передачи данных на основе управляемых генераторов, работающих в троичной логике.
Задачами данного исследования являются:
- исследовать генераторы трехзначной логики со слабыми связями между блоками и имеющими свободные входы для построения схем скрытой передачи данных;
- разработать рекуррентную процедуру для вычисления матрицы перехода для схем со слабыми связями между блоками;
- подбор генераторов с близкими, но разными финальными распределениями;
- установление типа распределения по выходным данным;
- оценить пропускную способность канала;
- оценить пригодность предложенных схем для скрытой передачи данных.

Купить