JP4220398B2 - アダマール変換オンライン不規則性検査 - Google Patents
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Description
matrix)としても知られている。アダマール行列の行は、正弦波の±1の近似値とみなすことができるので、アダマール行列(時としてウォルシュ変換と称される)との乗算は、離散フーリエ変換の2進形態のものである。
α≒−1/Nであり、平均化された値の半分の期間はk≒N・log 2≒0.30103・Nである。Nステップの後、最も古い平均値の重みは、(1−1/N)N≒1/e≒0.367879となる。ここでeは、自然対数の基(オイラー定数)であり、項Nは1ビットの「自然期間」となる。平均化された値の全てが1であれば、アキュムレータの値は1+α+α2+・・・=1/(1−α)=Nであり、平均化された値の全てが0であれば、アキュムレータ値は0である。なお、当該指数化平均の期待値は個々の値の期待値の指数化平均である。これら平均化された値が均等に分布した2進ビットである場合、指数化平均の期待値は、1/2+(1/2)α+(1/2)α2+・・・=N/2である。
Claims (25)
- 乱数のストリームの不規則性を検査する方法であって、
・乱数発生器により乱数2進ビットの連続的ストリームを検出器に供給するステップと、
・前記検出器により前記乱数2進ビットの所定ブロックにアダマール変換計算を施すステップと、
・前記検出器により前記アダマール変換計算の出力に指数周波数計算を施し前記アダマール変換の出力が所定時間期間にわたり所定範囲の値に入る平均回数を計算し更新するステップと、
・前記検出器により前記指数周波数計算の出力を所定の許容範囲と比較することにより、当該発生乱数2進ビットが十分に不規則なものかどうかを判定するステップと、
を有する、
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記指数周波数計算は、
・前記検出器により前記所定範囲の値を有するアキュムレータのアレイを前記アダマール変換計算の出力に割り当てるステップと、
・前記検出器により前記アダマール変換各々の出力が前記所定時間期間において対応する前記所定範囲の値に入る回数をカウントするステップと、
により行われる、方法。 - 請求項2に記載の方法であって、前記指数周波数計算は、Znew=α・Zold+h(t)なる式により計算され、ここでのαは0から1の間(0<α<1)に入り、Zoldはオペレータにより最初に割り当てられ、h(t)は前記アダマール変換の出力が前記所定時間期間において対応する前記所定範囲の値に入る回数を表す、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記所定の許容範囲は、既知の乱数源を用いたシミュレーションに基づきオペレータが調整可能である、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く前記所定許容範囲を繰り返し超えた場合に当該発生乱数ビットの不規則性は不十分であると判定するステップをさらに有する、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記検出器により前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く前記所定許容範囲を繰り返し超えた場合に当該発生乱数ビットの不規則性は不十分であることを、オペレータに知らせるステップをさらに有する、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く前記所定許容範囲を繰り返し超えた場合に、前記乱数発生器により新しいセットの乱数ビットを発生するステップをさらに有する、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く前記所定許容範囲を繰り返し超えた場合に後のアプリケーションに対し当該発生乱数ビットを拒否するステップをさらに有する、方法。
- 乱数のストリームの不規則性を検査する方法であって、
(a)乱数発生器により乱数2進ビットの連続的ストリームを検出器に供給するステップと、
(b)前記検出器により前記乱数2進ビットの所定ブロックにアダマール変換計算を施すステップと、
(c)前記検出器により所定範囲の値を有するアキュムレータのアレイを前記アダマール変換計算の各出力に割り当て、前記アダマール変換計算の各出力がそれぞれのアキュムレータにおける前記所定範囲の値の1つに入る回数をカウントするステップと、
(d)前記検出器により前記アキュムレータのアレイの値に指数周波数計算を施し前記アダマール変換計算の各出力が所定時間期間にわたり当該それぞれのアキュムレータにおける前記所定範囲の値の1つに入る平均回数を更新するステップと、
(e)前記検出器により前記指数周波計算の出力を所定許容範囲と比較するステップと、
を有する、
方法。 - 請求項9に記載の方法であって、前記指数周波数計算は、Znew=α・Zold+h(t)なる式により計算され、ここでのαは0から1の間(0<α<1)に入り、Zoldはオペレータにより最初に指定され、h(t)は前記アダマール変換の各出力が前記それぞれのアキュムレータにおける前記所定範囲の値の1つに入る回数を表す、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記所定許容範囲は、既知の乱数源を用いたシミュレーションに基づきオペレータが調整可能である、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く前記所定許容範囲を繰り返し超えた場合に当該発生乱数ビットの不規則性は不十分であると判定するステップをさらに有する、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記指数周波数計算の各々が前記所定許容範囲内に入る場合に前記指数周波数計算出力の少なくとも1つが前記所定許容範囲外になるまで前記ステップ(a)ないし(e)を繰り返すステップをさらに有する、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記検出器により前記ステップ(a)ないし(e)が所定回数を超えて繰り返されたときに不規則性の不十分な乱数が発生されたことを、オペレータに知らせるステップをさらに有する、方法。
- 請求項13に記載の方法であって、前記ステップ(a)ないし(e)が所定回数を超えて繰り返されたときに、前記乱数発生器により新しいセットの乱数を発生するステップをさらに有する、方法。
- 不規則性を検査するシステムであって、
・2進ビットを有する乱数列を発生する乱数発生器と、
・指数周波数演算に基づいて当該発生乱数列が十分に不規則であるかどうかを検出する検出器と、
・前記指数周波数演算の結果に基づき、前記発生乱数列が十分に不規則でないと判断される場合は、後のアプリケーションのために前記発生乱数列の流れを止めるスイッチと、
を有し、
前記乱数2進ビットの所定ブロックにアダマール変換計算を施しその後に指数周波数計算を施し所定時間期間にわたり前記アダマール変換計算の各出力が所定範囲の値の1つに入る平均回数を更新し、前記指数周波数計算出力のいずれかの出力が所定回数を超えて繰り返し所定許容範囲外にある場合に前記発生乱数列の不規則性が不十分であると判定する、システム。 - 請求項16に記載のシステムであって、前記指数周波数計算の出力が繰り返し前記所定回数を超えて前記所定許容範囲外にあるときに前記発生乱数列の不規則性が不十分である旨の警報信号を伝送する手段をさらに有する、システム。
- 請求項16に記載のシステムであって、前記指数周波数計算の出力が繰り返し前記所定回数を超えて前記所定許容範囲外にあるときに、前記乱数発生器は、新しいセットの乱数ビットを発生する、システム。
- 命令シーケンスを表すデータを記憶する機械的読取可能媒体であって、前記命令シーケンスは、プロセッサにより実行されると、
・乱数発生器より発生した乱数2進ビットの連続的ストリームを所定ブロックに分割し、
・前記乱数2進ビットの前記所定ブロックにアダマール変換計算を施し、
・前記アダマール変換計算の出力に対し指数周波数計算を行い前記アダマール変換の各出力が所定時間期間にわたり所定範囲の値の1つに入る平均回数を更新し、
・前記指数周波数計算の出力を所定の許容範囲と比較することにより、当該発生乱数2進ビットが十分に不規則なものかどうかを判定する、
一連の処理を行うように前記プロセッサを動作させる、機械的読取可能媒体。 - 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記指数周波数計算は、Znew=α・Zold+h(t)なる式により更新され、ここでのαは0から1の間(0<α<1)に入り、Zoldはオペレータにより最初に割り当てられ、h(t)は前記アダマール変換の各出力が前記所定時間期間において対応する範囲の値に入る回数を表す、機械的読取可能媒体。
- 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記所定の許容範囲は、既知の乱数源を用いたシミュレーションに基づきオペレータが調整可能である、機械的読取可能媒体。
- 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記プロセッサはさらに、前記指数周波数計算の出力が繰り返し前記所定許容範囲を超えた場合に当該発生乱数ビットの不規則性は不十分であると判定するよう動作可能である、機械的読取可能媒体。
- 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記プロセッサはさらに、前記指数周波数計算の出力が繰り返し前記所定許容範囲を超えた場合に当該発生乱数ビットの不規則性は不十分であることを報知するよう動作可能である、機械的読取可能媒体。
- 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記プロセッサはさらに、前記指数周波数計算の出力が所定回数よりも多く繰り返し前記所定許容範囲を超えた場合に前記乱数発生器により発生した新しいセットの乱数ビットに前記一連の処理を実行するよう動作可能である、機械的読取可能媒体。
- 請求項19に記載の機械的読取可能媒体であって、前記指数周波数計算の出力が繰り返し前記所定許容範囲を超えた場合に後のアプリケーションに対し当該発生乱数ビットを拒否するよう動作可能である、機械的読取可能媒体。
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