- •Моделирование в системе MathCad типовых периодических сигналов (виртуальные генераторы);
- •Правило трёх сигм – (запомните!!!)
- •Вычисление спектра амплитуд и фаз периодического сигнала (ряда Фурье);
- •Приближенное вычисление спектра амплитуд периодического сигнала (формулы Бесселя);
- •Функции Бесселя первого рода
- •Вычисление спектра амплитуд и фаз периодических сигналов с помощью процедуры бпф;
- •Вычисление спектральной плотности импульсных сигналов с помощью бпф
- •Гармонический сигнал
- •Виды колебаний
- •Применение бпф для моделирования искажений сигналов в линейных цепях
- •Применение бпф для фильтрации сигналов
- •Аналогии цепей различной физической природы;
- •Математические модели накопителей потенциальной и кинетической энергии;
- •Кинетические механические накопители
- •Колебательные (резонансные) накопители энергии
- •Механические накопители с использованием сил упругости
- •Пружинные механические накопители
- •Тепловые накопители энергии
- •Электрические накопители энергии
- •Конденсаторы
- •Дифференциальные уравнения простейших цепей;
- •Передаточные функции простейших цепей;
- •Изображение по Лапласу простейших сигналов;
- •Структурные модели сложных цепей;
- •Моделирование переходных процессов
- •Моделирование частотных характеристик простейших цепей;
- •Встроенные функции MathCad законов распределения вероятностей;
- •Простейшие алгоритмы генераторов случайных чисел rnd(1);
- •Источники случайных чисел
- •Детерминированные гпсч
- •Гпсч с источником энтропии или гсч
- •Гпсч в криптографии
- •Примеры криптостойких гпсч Циклическое шифрование
- •Аппаратный генератор случайных чисел
- •Встроенные функции MathCad для оценки числовых характеристик случайной выборки.
- •Моделирование корреляционной матрицы системы случайных выборок
- •Встроенные функции MathCad для построения гистограмм случайных выборок
- •Имитационное моделирование разброса сопротивлений в партии резисторов;
- •Моделирование игры в кости;
- •Моделирование доски Гальтона;
- •Моделирование броуновского движения частицы;
- •Сущность явления
- •Теория броуновского движения Построение классической теории
- •Экспериментальное подтверждение
- •Броуновское движение как немарковский случайный процесс
- •Многомерный винеровский процесс
- •Корреляционная функция и ее свойства;
- •Спектральная плотность мощности и ее свойства;
- •Формальное определение
- •Связь корреляционной функции и спектральной плотности мощности;
- •Корреляционная функция белого шума на выходе фильтра низких частот;
- •Корреляционная функция узкополосного сигнала (белого шума на выходе полосового фильтра второго порядка);
Примеры криптостойких гпсч Циклическое шифрование
В данном случае используется способ генерации ключа сессии из мастер-ключа. Счетчик с периодом N используется в качестве входа в шифрующее устройство. Например, в случае использования 56-битного ключа DES может использоваться счетчик с периодом 256. После каждого созданного ключа значение счетчика повышается на 1. Таким образом, псевдослучайная последовательность, полученная по данной схеме, имеет полный период: каждое выходное значение Х0, Х1,…XN-1 основано на разных значениях счетчика, поэтому Х0 ≠ X1 ≠ XN-1. Так как мастер-ключ является секретным, легко показать, что любой секретный ключ не зависит от знания одного или более предыдущих секретных ключей.
ANSI X9.17
ГПСЧ из стандарта ANSI X9.17 используется во многих приложениях финансовой безопасности и PGP. В основе этого ГПСЧ лежит тройной DES. Генератор ANSI X9.17 состоит из следующих частей:
Вход: генератором управляют два псевдослучайных входа. Один является 64-битным представлением текущих даты и времени, которые меняются каждый раз при создании числа. Другой является 64-битным исходным значением. Оно инициализируется некоторым произвольным значением и изменяется в ходе генерации последовательности псевдослучайных чисел.
Ключи: генератор использует три модуля тройного DES. Все три используют одну и ту же пару 56-битных ключей, которая держится в секрете и применяется только при генерации псевдослучайного числа.
Выход: выход состоит из 64-битного псевдослучайного числа и 64-битного значения, которое будет использоваться в качестве начального значения при создании следующего числа.
DTi — значение даты и времени на начало i-ой стадии генерации.
Vi — начальное значение для i-ой стадии генерации.
Ri — псевдослучайное число, созданное на i-ой стадии генерации.
K1, K2 — ключи, используемые на каждой стадии.
Тогда:
Ri = EDEK1,K2 [ EDEK1,K2 [ DTi] Vi ]
Vi+1 = EDEK1,K2 [ EDEK1,K2 [ DTi] Ri]
Схема включает использование 112-битного ключа и трех EDE-шифрований. На вход даются два псевдослучайных значения: значение даты и времени и начальное значение текущей итерации, на выходе получаются начальное значение для следующей итерации и очередное псевдослучайное значение. Даже если псевдослучайное число Ri будет скомпрометировано, вычислить Vi+1 из Ri не является возможным за разумное время, и, следовательно, следующее псевдослучайное значение Ri+1, так как для получения Vi+1 дополнительно выполняются три операции EDE.
Аппаратный генератор случайных чисел
Кроме устаревших, хорошо известных LFSR-генераторов, широко применявшихся в качестве аппаратных ГПСЧ в XX веке, к сожалению, очень мало известно о современных аппаратных ГПСЧ (поточных шифрах), так как большинство из них разработано для военных целей и держатся в секрете. Почти все существующие коммерческие аппаратные ГПСЧ запатентованы и также держатся в секрете. Аппаратные ГПСЧ ограничены строгими требованиями к расходуемой памяти (чаще всего использование памяти запрещено), быстродействию (1-2 такта) и площади (несколько сотен FPGA- или ASIC-ячеек). Из-за таких строгих требований к аппаратным ГПСЧ очень трудно создать криптостойкий генератор, поэтому до сих пор все известные аппаратные ГПСЧ были взломаны. Примерами таких генераторов являются Toyocrypt и LILI-128, которые оба являются LFSR-генераторами, и оба были взломаны с помощью алгебраических атак.
Из-за недостатка хороших аппаратных ГПСЧ производители вынуждены применять имеющиеся под рукой гораздо более медленные, но широко известные блочные шифры (DES, AES) и хеш-функции (SHA-1) в поточных режимах.