مولد اعداد شبه تصادفی بر اساس مدل نورون ایژیکویچ اتاپسی تحت تابش الکترومغناطیسی و پیاده-سازی مبتنی بر FPGA
نویسندگان
1 Department of Electrical Engineering, Kermanshah Branch, Islamic Azad University, Kermanshah, Iran
doi
10.22034/tjee.2022.15745چکیده
رفتار الکتریکی نورونها در حضور اتاپس میتواند پیچیدهتر باشد. در حضور یک اتصال اتاپسی، مدل نورون ایژیکویچ میتواند انواع رفتارهای دینامیکی مانند رفتار آشوبناک را نشان دهد. در این مقاله یک مولد اعداد شبه تصادفی جدید، قوی و با سرعت بالا بر اساس نوسانگر نورون ایژیکویچ اتاپسی و همچنین پیادهسازی مبتنی بر FPGA آن ارائه میشود. مدل نورون ایژیکویچ اتاپسی شبیهسازی شده و به صورت دینامیکی تحلیل خواهد شد. سپس، با استفاده از پلتفرم Xilinx system generator مولد اعداد شبه تصادفی پیشنهادی مدلسازی و شبیهسازی شده، و در ادامه با استفاده از ابزار سنتز Xilinx سنتز شده و در نهایت بر روی برد FPGA از نوع XILINX SPARTAN-6 XC6SLX9پیادهسازی میگردد. از تابع XOR به عنوان یک عملیات پس از پردازش، برای افزایش میزان تصادفی بودن توالی بیتهای خروجی استفاده میشود. نتایج حاصل از پیاده سازی FPGA نشان میدهد که هزینه پیادهسازی مولد اعداد شبهتصادفی پیشنهادی در مقایسه با کارهای مشابه کمتر بوده و همچنین مولد پیشنهادی به حداکثر فرکانس 2/63 مگاهرتز و نرخ خروجی تولید بیت تا 4/18 مگابیت بر ثانیه دست مییابد. مجموعه تست NIST برای تست میزان تصادفی بودن توالی بیتهای تولید شده استفاده میشود. نتایج آزمون NIST کیفیت بالای توالی بیتهای تصادفی تولید شده را تایید میکند به طوری که برای اکثر نتایج آزمایش، p-value بزرگتر از 5/0 است. تولید کننده اعداد تصادفی پیشنهادی میتواند در کاربردهایی نظیر سیستمهای امنیتی و رمزنگاری مورد استفاده قرار گیرد
