Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2024 / Cilt: 39 Sayı: 2

Performance analysis of pseudo-random number generations of two-dimensional linear uniform cellular automata that considers initial state densities

İki boyutlu doğrusal tek tip hücresel özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluklarını dikkate alan sözde rastgele sayı üretimlerinin başarım analizi

Pages
693–708
Publication Date
2023-11-30
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluk oranlarının sözde rastgele sayı üretimini etkilediği ve sözkonusu etkinin özdevinir tabanlı sözde rastgele sayı üretimi araştırmalarında dikkate alınması gereken bir unsur olduğu gösterilmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Bu çalışmada, iki boyutlu doğrusal tek tip hücresel özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluklarının sözde-rastgele sayı üretimlerine olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir.
📊
Key Findings & Data:Deneylerde dikkate alınan 512 adet iki boyutlu doğrusal hücresel özdevinir arasından (her birinin değerleri 0,05 ile 0,95 arasında değişen 19 adet farklı başlangıç durum yoğunlukları (ρ) için - toplam 512*19 = 9728 adet aday özdevinirin) 7 adedinin, uygulanan karşılaştırmalı istatistiksel testlerden yüksek başarıyla geçtikleri ve yetkin sözde-rastgele sayı üreteçleri oldukları, uygulanan National Institute of Standards and Technology (NIST) istatistiksel test süiti testleriyle doğrulanmıştır.
💡
Conclusion & Impact:Özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluk oranlarının sözde rastgele sayı üretimini etkilediği ve sözkonusu etkinin özdevinir tabanlı sözde rastgele sayı üretimi araştırmalarında dikkate alınması gereken bir unsur olduğu gösterilmiştir.
🔬Design:Research Article
📍Scope:512 adet
⚙️Variables:Modelleme ve benzetim · Sözde-rastgele sayı üretimi · İki boyutlu doğrusal tek tip hücresel özdevinirler

Özet

Bu çalışmada, iki boyutlu doğrusal tek tip hücresel özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluklarının sözde-rastgele sayı üretimlerine olan etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Çalışma, hücresel özdevinirlerin kaliteli sözde-rastgele sayı üretimlerinde başlangıç durum yoğunluklarının dikkate alınması açısından özgündür. Deneylerde dikkate alınan 512 adet iki boyutlu doğrusal hücresel özdevinir arasından (her birinin değerleri 0,05 ile 0,95 arasında değişen 19 adet farklı başlangıç durum yoğunlukları (ρ) için - toplam 512*19 = 9728 adet aday özdevinirin) 7 adedinin, uygulanan karşılaştırmalı istatistiksel testlerden yüksek başarıyla geçtikleri ve yetkin sözde-rastgele sayı üreteçleri oldukları, uygulanan National Institute of Standards and Technology (NIST) istatistiksel test süiti testleriyle doğrulanmıştır. Karşılaştırmalı çalışma neticesinde, bulunan hücresel özdevinir üreteçlerinin yetkin oldukları ve bunlardan en başarılı 2 adedinin, NIST test süitinde yer alan tümün üreteçlerden kümülatif ve kombine skor metrikleri dikkate alındığında daha iyi performans gösterdikleri gözlemlenmiştir. Özdevinirlerin başlangıç durum yoğunluk oranlarının sözde rastgele sayı üretimini etkilediği ve sözkonusu etkinin özdevinir tabanlı sözde rastgele sayı üretimi araştırmalarında dikkate alınması gereken bir unsur olduğu gösterilmiştir.

🔖

Cite This Article

KILIÇ, H. (2023). Performance analysis of pseudo-random number generations of two-dimensional linear uniform cellular automata that considers initial state densities. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 39 Sayı: 2, 693–708. https://ajindex.com/articles/1020149

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (15)

  1. Stipčević M., Koç Ç.K., (2014), “True random number generators”, In: Koç Ç.K., editor. Open Problems in Mathematics and Computational Science. Berlin, Germany: Springer, 275-315, 2014
  2. Knuth D.E., The Art of Computer Programming, Addison-Wesley, Reading, Mass., ABD, 1981
  3. Wolfram S., Random sequence generation by cellular automata, Adv. Appl. Math., 7, 123-169, 1986
  4. Park S.K., Miller K.W., Random number generators: good ones are hard to find, Communications of ACM, 31, 1192-1201, 1988
  5. Bakiri M., Guyeux C., Couchot J.F., Oudjida, A.K., Survey on hardware implementation of random number generators on FPGA: Theory and experimental analyses, Comput. Sci. Rev., 27, 135-153, 2018
  6. Bhattacharjee K., Maity K., Das, S., Search for good pseudo-random Number Generators: Survey and Empirical Studies, arXiv:1811.04035 [cs.CR], 2018
  7. Sipper M., Evolution of Parallel Cellular Machines: The Cellular Programming Approach, Lecture Notes in Computer Science - 1194, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, Germany, 1997
  8. Faraoun K.M., A genetic strategy to design cellular automata based block ciphers, Expert Syst. Appl., 41 (17), 7958-7967, 2014
  9. Hanin C., Omary F., Elbernoussi S., Boulahiat B., Design of new pseudo-random number generator based on non-uniform cellular automata, International Journal of Security and its Applications, 10 (11), 109-118, 2016
  10. Shin S.H., Kim D.S., Yoo K.Y., A 2-Dimensional Cellular Automata Pseudorandom Number Generator with Non-linear Neighborhood Relationship, Networked Digital Technologies, Springer-Verlag, 293, 355-368, 2012
  11. Temiz F., Siap I., Akın H., On Pseudo Random Bit Generators via Two-Dimensional Hybrid Cellular Automata, Acta Phys. Pol. A, 125 (2), 534-537, 2014
  12. Hosseini S.M., Karimi H., Jahan M.V., Generating pseudo-random numbers by combining two systems with complex behaviors, Journal of Information Security and Applications, 19 (2), 149-162, 2014
  13. Szaban, M., (2019), Pseudorandom number generator based on totalistic cellular automaton, 15th International Conference on Parallel Computing Technologies (PaCT), Springer Series, Lecture Notes in Computer Science (LNCS) 11657, 360-370, 2019
  14. Nayyeri A., Dastghaibyfard G., An Information Theoretic Analysis of Random Number Generator based on Cellular Automaton, International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 9 (1), 321-329, 2018
  15. Bhattacharjee K., Paul D., Das S., Pseudo-random number generation using a 3-state cell