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利用Fibonacci振荡环产生高速真随机数的优势在于其可供选择的反馈多项式的多样性,因此基于这种结构的多种真随机数发生器被陆续提出,这也说明了Fibonacci和Galois振荡环已经引起了广泛的关注。然而有研究者指出在一些反馈多项式下Fibonacci振荡环可能呈现出周期振荡或混沌振荡退化的现象。同时,不存在一种Fibonacci振荡环的理论分析方法来说明它能产生混沌振荡。 随机布尔网络模型可以很好地判断一些网络是处于混沌的演化过程还是一个稳定的演化过程。基于这样的分析方法,本文对Fibonacci振荡环这样的无时钟电路系统进行了研究,主要取得了以下结果: 1.以异或门作为网络的结点,同时将反馈多项式对振荡环的影响简化为网络结点的随机化输出,对Fibonacci振荡环建立了随机布尔网络模型,在此模型下Fibonacci振荡环处于临界状态,此时易受到延时即反馈多项式的影响进而呈现出周期振荡或混沌振荡退化的现象。 2.根据随机布尔网络理论,为了使Fibonacci振荡环在不同反馈多项式下均能呈现出稳定的混沌振荡,在Fibonacci振荡环的随机布尔网络模型基础上应用图论中的谱理论不断增大Fibonacci振荡环的变形连接矩阵的最大特征值,最终得到了与Fibonacci振荡环对应的“耦合Fibonacci振荡结构”,同时对Fibonacci振荡实现“结点均衡”的增边过程,将其扩展成“全连网络”结构,使得这两种振荡环新结构的变形连接矩阵的最大特征值大于1,从而满足了产生混沌振荡的条件。 3.通过构造高“敏感度”结点的方法提出了“双环耦合振荡结构”,其也满足混沌振荡的条件。 4.通过实验表明真实电路中,利用满足简单条件的(偶数个异或门时,应该有奇数个正抽头;奇数个异或门时,应该有偶数个正抽头)反馈多项式构造出的上述三种振荡电路都能产生稳定的混沌振荡。在此基础上,设计了仅有简单异或后处理模块可通过三种随机数检测(AIS-31、国密、NIST)的高速真随机数发生器。