A three-dimensional memristor-based hyperchaotic map for pseudorandom number generation and multi-image encryption

加密 伪随机数发生器 李雅普诺夫指数 记忆电阻器 混乱的 密码学 计算机科学 算法 吸引子 赫农地图 理论计算机科学 数学 人工智能 数学分析 工程类 电气工程 操作系统
作者
Suo Gao,Siqi Ding,Herbert Ho‐Ching Iu,Uğur Erkan,Abdurrahim Toktaş,Cemaleddin Şimşek,Rui Wu,Xianying Xu,Yinghong Cao,Jun Mou
出处
期刊:Chaos [American Institute of Physics]
卷期号:35 (7) 被引量:78
标识
DOI:10.1063/5.0270220
摘要

The resistance state of a memristor can be influenced by external stimuli, and these variations can be converted into a pseudorandom sequence through appropriate circuitry and control mechanisms. By leveraging this property, a reliable and complex pseudorandom number generator suitable for encryption can be designed. To enhance the chaotic complexity of memristor-based discrete systems, this paper introduces a three-dimensional hyperchaotic map based on a memristor (3D-HMBM), which integrates a sine-function nonlinearity with a discrete memristor model. Analyzing its dynamical properties via Lyapunov exponents, the 3D-HMBM exhibits evolution from periodicity to chaos and hyperchaos. The complexity of its iterated sequences is verified through metrics such as Spectral Entropy and C0 complexity. Furthermore, the 3D-HMBM displays a unique phenomenon of infinite coexisting attractors. As initial values vary, the system generates attractors at different positions, suggesting that-in theory-an infinite number of attractors exist. Finally, the simulation results are validated via digital-circuit implementation. Building on this foundation, we propose a multi-image encryption algorithm based on the 3D-HMBM, offering a more secure solution for encrypting large volumes of data. Through statistical testing and cryptographic analysis, we confirm the significant potential of the keystream generated by the 3D-HMBM for cryptographic applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Chi应助海天使采纳,获得10
刚刚
小马甲应助小小牛马采纳,获得10
2秒前
2秒前
wwyyiiiiizz完成签到,获得积分20
3秒前
Sesenta1完成签到,获得积分10
4秒前
轻松白卉发布了新的文献求助10
4秒前
小蘑菇应助Leo采纳,获得10
4秒前
4秒前
脑洞疼应助佳佳采纳,获得10
6秒前
舍不得你发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
星辰大海应助梦wei采纳,获得10
9秒前
10秒前
天天快乐应助幸运鹅采纳,获得10
10秒前
肥猪完成签到 ,获得积分10
10秒前
weiteng发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
11秒前
CCC完成签到,获得积分10
12秒前
麦辣鸡翅完成签到,获得积分10
12秒前
笑点低的小懒虫完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
orixero应助大眼瞪小眼采纳,获得10
14秒前
小6s完成签到,获得积分10
15秒前
暖若安阳完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
LiuHX发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
kuikichu完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
memaclee完成签到,获得积分10
17秒前
是YN呀发布了新的文献求助10
18秒前
撼vv完成签到 ,获得积分10
18秒前
winni发布了新的文献求助10
19秒前
SciGPT应助wwyyiiiiizz采纳,获得10
19秒前
CCC发布了新的文献求助10
20秒前
mym完成签到,获得积分10
20秒前
20秒前
一瓣橘子完成签到,获得积分10
20秒前
里里发布了新的文献求助10
21秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Arthritis and Related Conditions, An Issue of Orthopedic Clinics 1000
Development of a Bridge Weigh-In-Motion System: A technology to convert the bridge response to the passage of traffic into data on vehicle configurations, speeds, times of travel and weights 1000
ズームレンズの光学設計に関する研究 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7292601
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8911614
关于积分的说明 18865272
捐赠科研通 6959721
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3209667
关于科研通互助平台的介绍 2379150
邀请新用户注册赠送积分活动 2185608