[发明专利]基于分组处理的伪随机序列的随机性检测方法

说明书

技术领域

本发明属于信号检测领域，特别涉及伪随机序列的随机性检测方法，可广泛应用于测量测距、扩频通信、软件测试、雷达导航和数据保密等领域。

背景技术

通过随机数发生器产生的伪随机序列，其随机性直接影响到应用的安全有效性，因此要判断该应用是否安全有效，必须要先保证该伪随机序列的随机性性能良好，而对伪随机序列的随机性检测一直都是序列随机性检测中的难点。要检测一个序列是否拥有真正随机序列的特性可以从几个方面进行检测：

1)周期性特征；

2)序列中符号“0”和“1”出现的比例；

3)序列中的游程的分布情况；

4)序列的异相自相关函数；

5)序列的复杂度，例如线性复杂度；

6)序列的可压缩情况；

为了测试一个序列是否满足随机序列的这些性质而提出了多种具有针对性的随机性检测方法，例如二元矩阵秩测试和频谱测试可以测试序列的周期特性；频率测试和分块频率测试可以测试序列中符号“0”和“1”出现的比例；线性复杂度测试、最大阶复杂度测试和二阶复杂度测试可以测试序列的复杂度。

目前序列的随机性测试已经有六十多种，它们都只能是针对随机性的某些性质进行测试，如块内频数检验用来检验序列中符号“0”和“1”出现的比例是否均衡、累加和检验判断待检序列的最大偏移是否过大、矩阵秩检验用来检验待检序列中给定长度的子序列之间的线性独立性等，也就是说每个测试的通过只能说明该序列满足某个或者某几个随机特性，但并不能确保此序列同时满足其他的随机特性，不能满足实际应用中的安全有效的要求，即每一种随机性检测方法都存在局限性和片面性，影响检测的精确度。

发明内容

本发明的目的在于针对目前所存在的随机性检测技术的不足，提出了一种基于分组处理的伪随机序列的随机性检测方法，在不影响原序列的随机性的基础上，通过对原序列进行分组处理来改变原序列的一些排列性质，以克服现有技术在随机性检测问题上的局限性和片面性，使得对原序列的随机性检测结果更加全面、更加准确。

为实现上述目的，本发明根据随机序列经过如分组线性映射，分组模2加的处理之后仍是随机序列的原则，对待测序列进行一系列分组处理后得到的检测结果和直接检测的检测结果相比较，从而得出更加准确全面的检测结果，具体方案如下：

技术方案一：基于分组线性映射的伪随机序列的随机性检测方法，包括如下过程：

1)设置待测二元序列为a₁，a₂，...，a_n，n为序列长度；

2)对待测序列进行分组线性映射：

设分组长度为整数d，分组后的序列记为：b₁，b₂，...，b_m，m＝n/d，其中b_i＝(a_d(i-1)+1，a_d(i-1)+2，...，a_d(i-1)+d)，1≤i≤m；

设向量k＝1，2，...，2^d-1，d^k分别表示数值1，2，...，2^d-1；用向量对b_i进行线性运算，得到2^d-1个分组线性映射序列簇为c₁^k，c₂^k，...，c_m^k，其中1≤i≤m，k＝1，2，...，2^d-1；

3)设置标准随机序列S，并通过渗透测试法，对长度为m的标准随机序列S进行统计，得到一组相对应的标准统计值DEV＝(H₁，H₂，...，H₁₀₀)，其中j对应不同的森林点火方式，1≤j≤100，MAX_layer^j为由标准序列S决定的第j种点火方式对应的layer燃烧树木的最大值，MEAN_layer^j为由标准序列S决定的第j种点火方式对应layer的燃烧树木的平均值，VARIAN_layer^j为由标准序列S决定的第j种点火方式对应layer的燃烧树木的方差；