布尔混沌物理熵源特性分析

本书汇集了作者多年来在随机数产生的布尔混沌电路研究所取得的成果。本书首先介绍了布尔混沌电路的结构，建立数学模型进行仿真研究，解释了该电路产生布尔混沌信号的物理机制；接着，对布尔混沌信号的频谱、熵值、带宽等特性进行了分析，重点研究了布尔混沌信号的鲁棒性和随机性；最后，提供了一种结构简单、性能优良的布尔混沌电路随机数发生器。 本书主要创新点为：实验发现了布尔混沌电路的混沌信号和周期信号的随机转换现象，提出了布尔混沌参数空间的概念，并提出了通过增大布尔混沌参数空间增加布尔混沌信号带宽和鲁棒性的方法。 本书可供从事布尔混沌信号和随机数的产生、研究、设计及应用的技术人员及师生参考。

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第1章 绪论1 1.1 研究背景及意义2 1.2 经典电子噪声物理熵源及其优缺点4 1.2.1 基于噪声放大电路的物理熵源4 1.2.2 基于亚稳态电路的物理熵源5 1.2.3 基于振荡器的物理熵源7 1.2.4 基于混沌电路的物理熵源8 1.3 布尔混沌熵源研究进展10 1.3.1 三输入布尔混沌熵源10 1.3.2 二输入布尔混沌熵源12 1.4 本书主要研究内容14 第2章 布尔混沌理论基础16 2.1 布尔网络简介17 2.2 布尔混沌的实验产生及原理分析19 2.3 布尔网络模型及逻辑器件响应特性的调控21 2.4 本章小结26 第3章 布尔混沌熵源输出复杂度和带宽研究27 3.1 布尔混沌熵源模型及进入混沌的路径28 3.2 布尔混沌复杂度增强研究33 3.2.1 布尔混沌复杂度表征方法33 3.2.2 布尔混沌复杂度增强35 3.3 布尔混沌带宽增强研究42 3.4 本章小结46 第4章 布尔混沌熵源的鲁棒性研究47 4.1 布尔混沌熵源结构48 4.2 布尔混沌熵源的鲁棒性分析50 4.3 噪声影响布尔混沌熵源鲁棒性的物理机制54 4.4 布尔混沌熵源的鲁棒性提高56 4.4.1 提高布尔混沌熵源鲁棒性仿真研究57 4.4.2 提高布尔混沌熵源鲁棒性实验研究64 4.5 本章小结66 第5章 鲁棒布尔混沌熵源的不可预测性研究68 5.1 布尔混沌熵源的不可预测性分析69 5.1.1 布尔混沌熵源对幅值扰动的敏感性70 5.1.2 布尔混沌熵源对相位扰动的敏感性75 5.2 布尔混沌熵源的不可预测性实验研究78 5.3 本章小结81 第6章 一种改进的鲁棒布尔混沌熵源及随机数的产生82 6.1 15 节点二输入二输出布尔混沌熵源及其缺陷83 6.2 布尔混沌熵源拓扑结构改进85 6.2.1 非对称布尔混沌熵源仿真分析86 6.2.2 非对称布尔混沌熵源实验分析87 6.3 基于非对称布尔混沌熵源的随机数产生和测试90 6.4 本章小结92 第7章 结论与展望94 7.1 本书结论95 7.2 未来工作展望96 参考文献98