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[review_prng.git] / review_prng.tex
1 \documentclass{article}
2 \usepackage[utf8x]{inputenc}
3 \usepackage[standard]{ntheorem}
4 \usepackage[english]{babel}
5
6 \usepackage{stmaryrd}
7 \usepackage{amsmath}
8 \usepackage{color}
9 \usepackage{dsfont}
10
11
12
13 \title{A Review of Chaotic Iteration Based Pseudorandom Number Generators}
14 \author{Jacques M. Bahi, Jean-Fran\c cois Couchot, Raphaël Couturier, and Christophe Guyeux~\thanks{Authors in alphabetic order}}
15
16
17
18 \begin{document}
19
20 \maketitle
21
22 \begin{abstract}
23
24 \end{abstract}
25
26
27 \section{Introduction}
28
29
30 \section{Topologycal Study of Disorder}
31
32 \subsection{Historical Context}
33
34 Pseudorandom number generators are recurrent sequences having a disordered behavior.
35
36 Recurrent sequences, also called discrete dynamical systems, of the form 
37 \begin{equation}
38 \label{sdd}
39 u^0 \in \mathds{R}, u^{n+1} = f(u^n),
40 \end{equation}
41 with 
42 $f$ continuous, have been well studied since the early years of mathematical
43 analysis. They are widely used, for instance to resolve equations using a
44 Newton method, or when approximating the solutions to differential equations 
45 using finite difference equations to approximate derivatives.
46 The context study was the seek for convergence, which is for instance guarantee
47 when using monotonic functions or contractions. 
48 In the middle of the last century, Coppel has 
49 established a link between this desire of convergence
50 and the existence of a cycle in iterations~\cite{Coppel55}. 
51 More precisely, his theorem states that, considering Eq.~\eqref{sdd} with a function
52 $f:I \longrightarrow I$ continuous on the line segment $I$, the absence of
53 any 2-cycle implies the convergence of the discrete dynamical system.
54
55 This theorem establish a clear link between the existence of a cycle of 
56 a given length and the convergence of the system. In other words, between
57 cycles and order. Conversely, Li and Yorke have established in 1975~\cite{Li75} that
58 the presence of a point of period three implies chaos in the same situation
59 than previously. By chaos, they mean the existence of points of any 
60 period: this kind of disorder, which is the first occurrence of the
61 term ``chaos'' in the mathematical litterature, is thus related to the 
62 multiplicity of periods. Since that time, the mathematical theory of
63 chaos has known several developments to qualify or quantify the richness
64 of chaos presented by a given discrete dynamical system, one of the most
65 famous work, although old, being the one of Devaney~\cite{devaney}.
66
67 \subsection{Iterative Systems}
68
69 In the distributed computing community, dynamical systems have been
70 generatized to take into account delay transmission or heterogeneous
71 computational powers. Mathematically, the intended result is often one 
72 fixed point resulting from the iterations of a given function over a
73 Boolean vector, considering that:
74 \begin{itemize}
75 \item at time $t$, $x^{t}$ is computed using not only $x^{t-1}$, but 
76 potentially any $x^{k}, k<t$, due to delay transmission,
77 \item not all the components of $x^{t}$ are supposed to be updated at
78 each iteration: each component represents a unit of computation, and 
79 these units have not the same processing frequency.
80 \end{itemize} 
81
82 These considerations lead to the following definition of an iterative
83 system.
84
85 \begin{definition}
86 Iterative systems on a set $\mathcal{X}$ are defined by
87 $$\left\{
88   \begin{array}{l}
89     x^0 \in \mathcal{X}\\
90     x^{n+1} = f^n(x^0, \hdots, x^n)
91   \end{array}
92  \right.$$
93 where $f^n:\mathcal{X}^{n+1}\rightarrow \mathcal{X}$.
94 \end{definition}
95
96 Some particular cases of these iterative systems are well documented,
97 namely the serial, parallel, or chaotic modes.
98 In the serial mode, each component is updated one by one, whereas the
99 parallel mode consists in updating all the components at each iteration,
100 leading to an usual discrete dynamical system.
101 These modes are compiliant with the definition above, 
102
103 On appelle \emph{itérations parallèles} \index{itérations!parallèles} de $f$ sur 
104 $\mathcal{X}$ toute itération synchrone $\Sigma = (\mathcal{X}, \mathcal{F})$ 
105 telle que la suite $\mathcal{F}$ est constante égale à $f: \X \to \X$.
106 On parle encore d'itérations parallèles $\left(\mathcal{X},f\right)$.
107
108
109
110 Finally, iterative systems in chaotic mode, simply called chaotic iterations,
111  are defined as follows.
112  
113
114 \begin{definition}
115 Let $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \longrightarrow \mathds{B}^\mathsf{N}$ and 
116 $S \subset \mathcal{P} \left(\llbracket1,\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}$. 
117 \emph{Chaotic iterations} are defined by:
118 $$\left\{
119 \begin{array}{l}
120 x^0 \in \mathds{B}^\mathsf{N} \\
121 \forall n \in \mathds{N}^*, \forall i \in \llbracket 1; \mathsf{N} \rrbracket,  x^{n}_i = \left\{
122 \begin{array}{ll}
123 x^{n-1}_{i} & \textrm{ if } i \notin S^n\\
124 f(x^{n-1})_{i} & \textrm{ if } i \in S^n
125 \end{array}
126 \right.
127 \end{array}
128 \right.$$
129 \end{definition}
130
131 \emph{A priori}, there is no relation between these chaotic iterations
132 and the mathematical theory of chaos recalled in the previous section.
133 On our side, we have regarded whether these chaotic iterations can 
134 behave chaotically, as it is defined for instance by Devaney, and if so, 
135 in which applicative context this behavior can be profitable.
136 This questionning has led to a first necessary condition of non convergence.
137
138 \begin{proposition}
139 Let $f : \mathds{B}^\mathsf{N} \to \mathds{B}^\mathsf{N}$ and 
140 $S \in \llbracket 1, \mathsf{N} \rrbracket^{\mathds{N}}$. 
141 If the chaotic iterations $\left(f,(x^0,S)\right)$ are not convergent, then:
142 \begin{itemize}
143 \item either $f$ is not a contraction,
144 \item or $S$ is not pseudo-periodic.
145 \end{itemize}
146 \end{proposition}
147
148 The quantity of disorder generated by such chaotic iterations, when satisfying
149 the proposition above, has then been measured. To do so, chaotic iterations
150 have first been rewriten as simple discrete dynamical systems, as follows.
151
152
153
154
155
156
157 %\frame{
158 %\frametitle{Présentation du problème}
159
160 %\begin{tabular}{c||c}
161 %MATHS DISCRÈTES & TOPOLOGIE MATHÉMATIQUE \tabularnewline
162 %\hline
163 %\multirow{2}{5cm}{\centering $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \to \mathds{B}^\mathsf{N}$} & $(\mathcal{X},\tau)$ espace topologique\\
164 %& $f : \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ continue pour $\tau$\\
165 %\hline
166 %$S \in \mathcal{S} = \llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket^\mathds{N}$ & \multirow{2}{5cm}{\centering $x^0 \in \mathcal{X}$} \\
167 %$x^0 \in \mathds{B}^\mathds{N}$ & \\ 
168 %\hline
169 %$x_i^{n+1} = \left\{ \begin{array}{ll} x^{n}_{i} & \textrm{ si } i \neq S^n\\ f(x^{n})_{i} & \textrm{ si } i = S^n \end{array} \right.$ & $\forall n \in \mathds{N}, x^{n+1} = f(x^n)$ \\ 
170 %\end{tabular}
171
172 %}
173
174
175
176
177
178
179 %\frame{
180 %\frametitle{Définitions et notations}
181 %\begin{block}{Introduisons quelques fonctions...}
182 %\begin{itemize}
183 %\item décalage: $\sigma : \mathcal{S} \longrightarrow \mathcal{S}, (S^n)_{n \in \mathds{N}} \mapsto (S^{n+1})_{n \in \mathds{N}}$.
184 %\item initiale: $i : \mathcal{S} \longrightarrow \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket, (S^n)_{n \in \mathds{N}} \mapsto S^0$
185 %\item $F_f : \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket \times \mathds{B}^\mathsf{N} \longrightarrow \mathds{B}^\mathsf{N},$ $$(k,E) \longmapsto  \left( E_j.\delta(k,j) + f(E)_k.\overline{\delta (k,j)} \right)_{j \in \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket}$$
186 %\end{itemize}
187 %où $\delta(x,y) = \left\{\begin{array}{ll}
188 %0 & \textrm{ si } x=y, \\
189 %1 & \textrm{ sinon.}
190 % \end{array}\right.
191 %$
192 %\end{block}
193 %}
194
195
196
197
198 %\frame{
199 %\frametitle{Modélisation des IC}
200 %\begin{alertblock}{Modélisation des IC en topologie}
201 %Soit $\mathcal{X} = \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket^\mathds{N} \times \mathds{B}^\mathsf{N},$ et $G_f\left(S,E\right) = \left(\sigma(S), F_f(i(S),E)\right).$ 
202
203
204 %On modélise les itérations chaotiques $\left(f, (S,x^0)\right)$ par le système dynamique discret:
205 %$$\left\{
206 %\begin{array}{l}
207 %X^0 = (S,x^0) \in \mathcal{X}, \\
208 %\forall k \in \mathds{N}, X^{k+1} = G_f(X^k).
209 %\end{array}
210 %\right.$$
211 %\end{alertblock}
212
213 % \uncover<2>{
214 % On peut donc étudier leur désordre topologique.
215 % }
216 %}
217
218
219
220
221
222 %\frame{
223 % \frametitle{Métrique et continuité}
224
225 %Distance sur $\mathcal{X}:$
226 %$$d((S,E);(\check{S};\check{E})) = d_e(E,\check{E}) +  d_s(S,\check{S})$$
227
228 %\noindent où $\displaystyle{d_e(E,\check{E}) = \sum_{k=1}^\mathsf{N} \delta (E_k, \check{E}_k)}$, ~~et~ $\displaystyle{d_s(S,\check{S}) = \dfrac{9}{\textsf{N}} \sum_{k = 1}^\infty \dfrac{|S^k-\check{S}^k|}{10^k}}$.
229 %%\end{block}
230
231 %\vspace{0.5cm}
232
233 %\begin{alertblock}{Théorème}
234 %La fonction $G_f : (\mathcal{X},d) \to  (\mathcal{X},d)$ est continue.
235 %\end{alertblock}
236
237 %}
238
239
240
241 % \frame{
242 %  \frametitle{\'Etude de $(\mathcal{X},d)$}
243 %  \begin{block}{Propriétés de $(\mathcal{X},d)$}
244 %  \begin{itemize}
245 %    \item $\mathcal{X}$ est infini indénombrable
246 %    \vspace{0.15cm}
247 %    \item $(\mathcal{X},d)$ est un espace métrique compact, complet et parfait
248 %  \end{itemize}
249 %  \end{block}
250
251 %  \vspace{0.5cm}
252
253 %    \begin{block}{\'Etude de $G_{f_0}$}
254 %    $G_{f_0}$ est surjective, mais pas injective \vspace{0.3cm}\newline $\Rightarrow (\mathcal{X},G_{f_0})$ pas réversible.
255 %  \end{block}
256
257 % }
258
259
260
261 %%\frame{
262 %% \frametitle{Etude des périodes}
263 %% \begin{block}{Multiplicité des périodes ?}
264 %% Soit $f_0:\mathds{B}^\mathsf{N} \rightarrow \mathds{B}^\mathsf{N}$ la négation vectorielle.
265 %%   \begin{itemize}
266 %%     \item $\forall k \in \mathds{N}, Per_{2k+1}(G_{f_0}) = \varnothing, card\left(Per_{2k+2}(G_{f_0})\right)>0$ \vspace{0.3cm} \linebreak  $\Rightarrow G_{f_0}$ pas chaotique sur $\mathcal{X}$
267 %%     \item Cependant :
268 %%     \begin{itemize}
269 %%       \item Il y a chaos sur $\mathcal{X}^G = \mathcal{P}\left(\llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}\times \mathds{B}^\mathsf{N}$.
270 %%       \item $G_{f_0}$ possède plus de $n^2$ points périodiques de période $2n$.
271 %%     \end{itemize}
272 %%   \end{itemize}
273 %% \end{block}
274 %% \uncover<2->{
275 %%    Cette multiplicité des périodes n'est pas le désordre complet...
276 %% }
277 %%}
278
279
280
281 %\subsection*{Approche type Devaney/Knudsen}
282
283 %\frame{
284 %  \frametitle{Les approches Devaney et Knudsen}
285 %  \begin{block}{3 propriétés pour de l'imprévisibilité}
286 %    \begin{enumerate}
287 %      \item \emph{Indécomposabilité.} On ne doit pas pouvoir simplifier le système
288 %      \begin{itemize}
289 %        \item Impossible de diviser pour régner
290 %        \item Des orbites doivent visiter tout l'espace
291 %      \end{itemize}
292 %      \item \emph{Élément de régularité.}
293 %      \begin{itemize}
294 %        \item Contrecarre l'effet précédent
295 %        \item Des points proches \textit{peuvent} se comporter complètement différemment
296 %      \end{itemize}
297 %      \item \emph{Sensibilité.} Des points proches \textit{peuvent} finir éloignés
298 %    \end{enumerate}
299 %  \end{block}
300 %}
301
302
303 %\frame{
304 % \frametitle{Exemple : définition de Devaney}
305 %\begin{enumerate}
306 %\item \emph{Transitivité:} Pour chaque couple d'ouverts non vides $A,B \subset \mathcal{X}$, il existe $k \in \mathbb{N}$ tel que $f^{(k)}(A)\cap B \neq \varnothing$
307 %\item \emph{Régularité:} Les points périodiques sont denses
308 %\item \emph{Sensibilité aux conditions initiales:} Il existe $\varepsilon>0$ tel que $$\forall x \in \mathcal{X}, \forall \delta >0, \exists y \in \mathcal{X}, \exists n \in \mathbb{N}, d(x,y)<\delta \textrm{ et } d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$$
309 %\end{enumerate}
310 %}
311
312 %\frame{
313 %   \frametitle{Systèmes intrinsèquement compliqués}
314 %   \begin{block}{Définitions de l'indécomposabilité}
315 %   \begin{itemize}
316 %     \item \emph{Indécomposable}: pas la réunion de deux parties non vides, fermées et t.q. $f(A) \subset A$
317 %     \item \emph{Totalement transitive}: $\forall n \geqslant 1$, l'application composée $f^{(n)}$ est transitive.
318 %     \item \emph{Fortement transitif}:
319 %$\forall x,y \in \mathcal{X},$ $\forall r>0,$ $\exists z \in B(x,r),$ $\exists n \in \mathbb{N},$ $f^{(n)}(z)=y.$
320 %     \item \emph{Topologiquement mélangeant}:  pour toute paire d'ouverts disjoints et non vides $U$ et $V$, il existe $n_0 \in \mathbb{N}$ tel que $\forall n \geqslant n_0, f^{(n)}(U) \cap V \neq \varnothing$.
321 %   \end{itemize}
322 %   \end{block}
323 %}
324
325
326
327
328 %\frame{
329 %\frametitle{Stabilité et expansivité}
330 %   \begin{block}{Définitions de la sensibilité}
331 %     \begin{itemize}
332 %       \item $(\mathcal{X},f)$ est \emph{instable} si tous ses points le sont: $\forall x \in \mathcal{X},$ $\exists \varepsilon >0,$ $\forall \delta > 0,$ $\exists y \in \mathcal{X},$ $\exists n \in \mathbb{N},$ $d(x,y)<\delta$  et $d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$
333 %       \item $(\mathcal{X},f)$ est \emph{expansif} si
334 %$\exists \varepsilon >0,$ $\forall x \neq y,$ $\exists n \in \mathbb{N},$ $d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$
335 %     \end{itemize}
336 %   \end{block}
337 %}
338
339 %%\frame{
340 %%  \frametitle{Des systèmes imprévisibles}
341 %%    \begin{block}{Définitions des systèmes dynamiques désordonnés}
342 %%    \begin{itemize}
343 %%      \item \emph{Devaney:} $(\mathcal{X},f)$ est sensible aux conditions initiales, régulier et transitif
344 %%       \item \emph{Wiggins:} $(\mathcal{X},f)$ est transitif et sensible aux conditions initiales
345 %%       \item \emph{Knudsen:} $(\mathcal{X},f)$ a une orbite dense et s'il est sensible aux conditions initiales
346 %%       \item \emph{expansif:} $(\mathcal{X},f)$ est transitif, régulier et expansif
347 %%    \end{itemize}
348 %%    \end{block}
349 %%}
350
351
352
353 %\subsection*{Autres approches}
354
355
356 %\frame{
357 %  \frametitle{Selon Li et Yorke}
358 %    \begin{block}{Définitions}
359 %    \begin{description}
360 %\item[Couple de Li-Yorke.] $(x,y)$ en est un quand: $\limsup_{n \rightarrow +\infty} d(f^{(n)}(x), f^{(n)}(y))>0$ et $\liminf_{n \rightarrow +\infty} d(f^{(n)}(x), f^{(n)}(y))=0.$
361
362 %\item[Ensemble brouillé.] $B \subset \mathcal{X}$ en est un si tout couple de points distincts de $B$ est de Li-Yorke.
363
364 %\item[Systèmes de Li-Yorke.] $\mathcal{X}$ est compact et contient un ensemble brouillé indénombrable.
365 %\end{description}
366 %\end{block}
367 %}
368
369
370
371
372
373
374 %\frame{
375 % \frametitle{Approche entropie topologique}
376 %   \begin{block}{Entropie topologique}
377 %   \begin{itemize}
378 %   \item $x,y \in \mathcal{X}$ sont ~$\varepsilon-$\emph{séparés en temps $n$} s'il existe $k \leqslant n$ tel que $d\left(f^{(k)}(x),f^{(k)}(y)\right)>\varepsilon$.
379 %   \item Les ensembles $(n,\varepsilon)-$séparé sont des ensembles de points qui seront tous $\varepsilon-$séparés en temps $n$
380 %   \item $s_n(\varepsilon,Y)$: cardinal maximal d'un ensemble $(n,\varepsilon)-$séparé $$h_{top}(\mathcal{X},f)  = \displaystyle{\lim_{\varepsilon \rightarrow 0} \Big[ \limsup_{n \rightarrow +\infty} \dfrac{1}{n} \log s_n(\varepsilon,\mathcal{X})\Big]}$$
381 %   \end{itemize}
382 %   \end{block}
383 %}
384
385
386
387
388 %\frame{
389 % \frametitle{Exposant de Lyapunov}
390 %\begin{block}{L'exposant de Lyapunov}
391 %$$\lambda(x^0) = \displaystyle{\lim_{n \to +\infty} \dfrac{1}{n} \sum_{i=1}^n \ln \left| ~f'\left(x^{i-1}\right)\right|}$$
392 %Il doit être positif pour multiplier les erreurs
393 %\end{block}
394 %}
395
396
397
398
399
400 %\subsection*{Etude des systèmes itératifs}
401
402 %%\frame{
403 %%  \frametitle{IC et propriété de Devaney}
404 %%\begin{alertblock}{Théorème}
405 %%$G_{f_0}$ est régulier et transitif (Devaney). 
406
407 %%Sa sensibilité est $\geqslant \mathsf{N}-1$.
408 %%\end{alertblock}
409
410 %%\uncover<2->{
411 %% \begin{exampleblock}{Question}
412 %% $f_0$ est-elle la seule fonction dont le système itératif vérifie la condition de Devaney ?
413 %% \end{exampleblock}
414 %% 
415 %% \vspace{0.5cm}
416
417 %%Pour y répondre, nous avons utilisé le graphe de tous les possibles par itérations chaotiques : le GTPIC.}
418 %%}
419
420
421
422
423 %%\frame{
424 %%  \frametitle{Nombre de fonctions imprévisibles}
425 %%  \begin{alertblock}{Caractérisation des IC imprévisibles selon Devaney}
426 %%$G_f$ vérifie l'hypothèse de Devaney $\Leftrightarrow$ Son graphe des possibles est fortement connexe.
427
428 %%$\Rightarrow$ Il y a $\left(2^\mathsf{N}\right)^{2^\mathsf{N}}$ IC chaotiques.
429 %%\end{alertblock}
430 %%}
431
432
433
434
435
436
437
438 %\frame{
439 %  \frametitle{Etude topologique}
440 %    \begin{exampleblock}{Etude topologique des ICs}
441 %      \begin{itemize}
442 %        \item $\forall f \in \mathcal{C}$, $Per\left(G_f\right)$ est infini dénombrable, $G_f$ est fortement transitive,  est chaotique selon Knudsen, 
443 %        \item $\left(\mathcal{X}, G_{f_0}\right)$ est topologiquement mélangeant, expansif (constante 1), est chaotique selon Li-Yorke, a une entropie topologique infinie, un exposant de Lyapunov de $ln(\mathsf{N})$
444 %        \item Indécomposabilité, instabilité, chaos de Wiggins, de la multiplicité des périodes...
445 %      \end{itemize}
446 %    \end{exampleblock}
447 %}
448
449
450
451
452
453
454
455 %\frame{
456 % \frametitle{Graphe de tous les possibles par IC}
457 %  \begin{center}
458 %   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
459 %  \end{center}
460 %}
461
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478
479
480 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
481 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
482 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
483 %\section*{Topologie des programmes}
484 %\frame{
485 %% 'transition': Crossfade,
486 % \begin{center}
487 %   \Huge{Topologie des programmes}
488 %   
489 %  \end{center}
490 %}
491 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
492 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
493 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
494
495
496
497 %%\frame{
498 %%  \frametitle{Premières questions}
499 %%  \begin{exampleblock}{Le chaos dans mon PC ?}
500 %%  Le désordre, l'imprévisibilité (vrai, sans perte) sont-ils possibles sur un ordinateur ?
501 %%\begin{itemize}
502 %%      \item Il n'y a pas de réels sur mon PC
503 %%      \item Toute machine ayant un nombre fini d'états finit par entrer dans un cycle.
504 %%\end{itemize}
505 %%  \end{exampleblock}
506 %%}
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516 %%\frame{
517 %%  \frametitle{Mode d'emploi}
518 %%  \begin{alertblock}{Chaos sur machine: quelques règles}
519 %%    \begin{enumerate}
520 %%      \item Ne pas laisser la machine travailler en vase clos %\newline
521 %%      %$\Rightarrow$ Une nouvelle entrée à chaque itérée
522 %%      \item Utiliser les médias sur lesquels on travaille %\newline
523 %%      %$\Rightarrow$ Ensemble infini dénombrable
524 %%      \item Ne manipuler que des entiers 
525 %%      \item \'Eviter les tailles fixes %(graine, nombre d'itérations, etc.)
526 %%    \end{enumerate}
527 %%  \end{alertblock}
528 %%}
529
530
531
532
533
534 %\frame{
535 %  \frametitle{Introduction}
536 %  \begin{block}{Deux cas de figure}
537 %    \begin{itemize}
538 %      \item En vase clos :
539 %      \begin{itemize}
540 %        \item 4 Go de mémoire $\Rightarrow 2^{4000000000}$ états possibles...
541 %        \item Lemme de filature/lemme fantôme
542 %      \end{itemize}
543 %      \item $\mathcal{X}=\mathds{B}^\mathsf{N}\times \mathcal{P}\left(\llbracket 1;\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}$:
544 %      \begin{itemize}
545 %        \item Pas de réels, que des entiers bornés par $\mathsf{N}$
546 %        \item On peut utiliser le média à chaque itérée
547 %      \end{itemize}
548 %    \end{itemize}
549 %  \end{block}
550 %}
551
552
553
554
555
556
557 %\frame{
558 %  \frametitle{Introduction}
559 %  \begin{exampleblock}{Deux questions}
560 %%  Vos ICs sont chaotiques, mais pour moi c'est pas ça une machine, un programme.
561 %\begin{itemize}
562 %      \item Peut-on construire des automates chaotiques ?
563 %      \item Peut-on évaluer si un programme est chaotique ?
564 %\end{itemize}
565 %  \end{exampleblock}
566 %}
567
568
569
570
571
572 %\frame{
573 % \frametitle{Une machine de Moore chaotique}
574 %  \begin{center}
575 %   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
576 %  \end{center}
577 %}
578
579
580
581
582
583 %\frame{
584 %\frametitle{Le chaos d'un programme}
585 %\begin{block}{Machines de Turing et systèmes itératifs}
586 %Soit $(w,i,q)$ la configuration actuelle de la machine de Turing\\
587 %\begin{center}
588 %\includegraphics[scale=0.3]{Steganalyse/Medias/Turing.pdf} 
589 %\end{center}
590 %\begin{itemize}
591 %\item $w=\sharp^{-\omega} w(0) \hdots w(k)\sharp^{\omega}$ est la bande de lecture,
592 %\item $i$ est la position de la tête de lecture,
593 %\item $q$ décrit l'état de la machine,
594 %\item  et $\delta$ est sa fonction de transition. 
595 %\end{itemize}
596 %\end{block}
597 %}
598
599
600
601 %\frame{
602 %\frametitle{Le chaos d'un programme}
603 %\begin{block}{Machines de Turing et systèmes itératifs}
604 %On définit $f$ par: 
605
606 %\begin{itemize}
607 %\item Si $\delta(q;w(i)) = (q'; a; \rightarrow)$, alors $f(w(0) \hdots w(k);i;q) = ( w(0) \hdots w(i-1) ~ a ~ w(i+1) \hdots w(k); i+1; q')$
608 %\item Si $\delta(q;w(i)) = (q'; a; \leftarrow)$, alors $f( w(0) \hdots w(k);i;q) = (w(0) \hdots w(i-1) ~ a ~ w(i+1) \hdots w(k); i-1; q')$
609 %\end{itemize} 
610
611 %La machine peut être écrite sous la forme $x^{n+1}=f(x^n)$
612 %\end{block}
613 %}
614
615
616
617
618
619
620
621 %\frame{
622 %  \frametitle{A quoi ça sert ?}
623 %  \begin{exampleblock}{Un programme chaotique, pour quoi faire ?}
624 %\begin{itemize}
625 %      \item Se placer dans de bonnes conditions lors de conception de nouveaux algorithmes 
626 %      \item Renforcer les attaques (virus chaotique) 
627 %      \item Simuler numériquement des processus chaotiques
628 %      \item Renforcer la sécurité     
629 %      \item Battre l'intelligence artificielle
630 %\end{itemize}
631 %  \end{exampleblock}
632 %  
633 %%  \uncover<3->{
634 %%  Tentons une première illustration
635 %%  }
636 %}
637
638
639
640
641
642 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
643 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
644 %\section{Applications aux PRNGs}
645 %\subsection*{PRNGs}
646 %\begin{frame}{Applications}
647 %% 'transition': Crossfade,
648 %  \begin{center}
649 %   \Huge{Applications}
650
651 %\medskip
652 %   \huge{Générateurs pseudo-aléatoires}
653 %  \end{center}
654 %\end{frame}
655 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
656 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
657
658
659 %\frame{
660 %  \frametitle{Chaos et aléas}
661 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
662 %      \begin{itemize}
663 %\item \textbf{Transitivités}
664 %    \begin{itemize}
665 %        \item \textbf{Random Excursions Variant Test.} To detect deviations from the expected number of visits to various states in the random walk.
666 %        \item \textbf{Random Excursions Test.} To determine if the number of visits to a particular state within a cycle deviates from what one would expect for a random sequence.
667 %    \end{itemize}
668 %\item \textbf{Chaos selon Li-Yorke}
669 %    \begin{itemize}
670 %        \item \textbf{Runs Test.} To determine whether the number of runs of ones and zeros of various lengths is as expected for a random sequence. In particular, this test determines whether the oscillation between such zeros and ones is too fast or too slow.
671 %    \end{itemize}
672 %\end{itemize}
673 %\end{block}
674 %}    
675
676 %\frame{
677 %  \frametitle{Chaos et aléas}
678 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
679 %      \begin{itemize}
680 %    \item \textbf{Régularité}
681 %    \begin{itemize}
682 %        \item \textbf{Non-overlapping Template Matching Test} To detect generators that produce too many occurrences of a given non-periodic (aperiodic) pattern (m is the length in bits of each template which is the target string).
683 %        \item \textbf{Discrete Fourier Transform (Spectral) Test} To detect periodic features (i.e., repetitive patterns that are near each other) in the tested sequence that would indicate a deviation from the assumption of randomness.
684 %    \end{itemize}
685 %    \item \textbf{Entropie}
686 %    \begin{itemize}
687 %\item \textbf{Approximate Entropy Test} To compare the frequency of overlapping blocks of two consecutive/adjacent lengths (m and m+1) against the expected result for a random sequence (m is the length of each block).
688 %    \end{itemize}
689 %    \end{itemize}
690 %\end{block}
691 %}    
692
693 %\frame{
694 %  \frametitle{Chaos et aléas}
695 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
696 %      \begin{itemize}
697 %    \item \textbf{Non-linéarité, complexité}
698 %    \begin{itemize}
699 %\item \textbf{Binary Matrix Rank Test} To check for linear dependence among fixed length substrings of the original sequence.
700 %\item \textbf{Linear Complexity Test} To determine whether or not the sequence is complex enough to be considered random (M is the length in bits of a block).
701 %      \end{itemize}
702 %\end{itemize}
703 %    \end{block}
704 %}
705
706
707 %\subsection*{Le Old CI PRNG}
708 %\frame{
709 %  \frametitle{Notre PRNG}
710 % \begin{alertblock}{Le PRNG $CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$}
711 % \begin{description}
712 %\item[\underline{Paramètres:}] Une fonction $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \rightarrow  \mathds{B}^\mathsf{N}$, et deux PRNGs:\\
713 %\begin{itemize}
714 %\item $S\in\llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket^\mathds{N}$
715 %\item et $m\in S^\mathds{N}, S \subset \mathds{N}$
716 %\end{itemize}
717 %\item[\underline{Graine:}] Les graines de $S$ et $m$, et $E\in \mathds{B}^\mathsf{N}$\\
718 %\item[\underline{PRNG:}] $\left(G_f(E,S)^{m^i}\right)_{i\in\mathds{N}}$
719 %\end{description}
720 % \end{alertblock}
721
722 %% \uncover<2->{
723 %% \begin{exampleblock}{Exemple: $X^{n+1} = X^n \oplus Y^n$}
724 %%  où $Y \in \llbracket 0, 2^{\mathsf{N}}-1 \rrbracket^\mathds{N}$
725 %% \end{exampleblock}
726 %% }
727 %}
728
729
730
731 %%\frame{
732 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
733 %%  \begin{block}{}
734 %%\begin{figure}
735 %%\centering
736 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI1.png}
737 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
738 %%  \end{figure}
739 %%  \end{block}
740 %%}
741
742
743
744 %%\frame{
745 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
746 %%  \begin{block}{}
747 %%\begin{figure}
748 %%\centering
749 %%  \includegraphics[scale=0.41]{OldCI2.png}
750 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
751 %%  \end{figure}
752 %%  \end{block}
753 %%}
754
755
756 %%\frame{
757 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
758 %%  \begin{block}{}
759 %%\begin{figure}
760 %%\centering
761 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI3.png}
762 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
763 %%  \end{figure}
764 %%  \end{block}
765 %%}
766
767
768
769
770 %%\frame{
771 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
772 %%  \begin{block}{}
773 %%\begin{figure}
774 %%\centering
775 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI4.png}
776 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
777 %%  \end{figure}
778 %%  \end{block}
779 %%}
780
781
782
783 %%\frame{
784 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
785 %%  \begin{block}{}
786 %%\begin{figure}
787 %%\centering
788 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI5.png}
789 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
790 %%  \end{figure}
791 %%  \end{block}
792 %%}
793
794
795
796
797 %%\frame{
798 %% \frametitle{Graphe de tous les possibles par IC}
799 %%  \begin{center}
800 %%   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
801 %%  \end{center}
802 %%}
803
804
805
806
807
808 %\begin{frame}{Le Old $CI_{f_0}$(logistic,logistic)}
809 %\begin{block}{}
810 %\begin{tabular}{llllllllll}
811 %m (logistic map):&\uncover<1->{2}      &\uncover<3->{~}                &\uncover<4->{~}        &\uncover<5->{~1}&\uncover<8->{~4}&\uncover<9->{~}&\uncover<10->{~}&\uncover<11->{~}& \uncover<13->{...}\\
812 %S (logistic map):&\uncover<2->{1}      &\uncover<3->{~3}               &\uncover<4->{~}        &\uncover<6->{~2}&\uncover<9->{~1}&\uncover<10->{~1}&\uncover<11->{~2}&\uncover<12->{~1}& \uncover<14->{...}\\
813 %\end{tabular}
814 %\end{block}
815
816 %\begin{block}{\'Etat interne du système x:}
817 %\begin{equation}
818 %\label{Basic equations}
819 %\begin{array}{r@{\;}l}
820 %\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow \textbf{1}} \uncover<3->{\rightarrow 1}  \uncover<6->{\rightarrow 1} \uncover<9->{\rightarrow \textbf{0}} \uncover<10->{\rightarrow \textbf{1}} \uncover<11->{\rightarrow 1} \uncover<12->{\rightarrow \textbf{0}} \uncover<14->{...}\\
821 %\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow 0} \uncover<3->{\rightarrow 0} \uncover<6->{\rightarrow \textbf{1}} \uncover<9->{\rightarrow 1} \uncover<10->{\rightarrow 1} \uncover<11->{\rightarrow \textbf{0}} \uncover<12->{\rightarrow 0} \uncover<14->{...}\\
822 %\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow 0} \uncover<3->{\rightarrow \textbf{1}} \uncover<6->{\rightarrow 1} \uncover<9->{\rightarrow 1}\uncover<10->{\rightarrow 1} \uncover<11->{\rightarrow 1} \uncover<12->{\rightarrow 1} \uncover<14->{...}\\
823 %\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow 0} \uncover<3->{\rightarrow 0} \uncover<6->{\rightarrow 0} \uncover<9->{\rightarrow 0} \uncover<10->{\rightarrow 0} \uncover<11->{\rightarrow 0} \uncover<12->{\rightarrow 0} \uncover<14->{...}\\
824 %\end{array}
825 %\end{equation}
826 %\end{block}
827
828 %\begin{block}{}
829
830 %\alert{Sortie:} \uncover<4->{1 0 1 0 }\uncover<7->{1 1 1 0 }\uncover<13->{0 0 1 0 }\uncover<14->{...}
831
832 %\end{block}
833 %\end{frame}
834
835
836
837
838 %\begin{frame}{Choix de l'ensemble $\mathcal{M}$}
839 % \begin{figure}[!t]
840 % \centering
841 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{lesM.png}
842 % \DeclareGraphicsExtensions.
843 % \caption{Nombre d'itérations entre deux sorties}
844 % \label{Premiers tests élémentaires}
845 % \end{figure}
846 %\end{frame}
847
848
849
850
851 %\begin{frame}{Choix de l'ensemble $\mathcal{M}$}
852 % \begin{figure}[!t]
853 % \centering
854 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{leM.png}
855 % \DeclareGraphicsExtensions.
856 % \caption{Choix de $\mathcal{M}$}
857 % \end{figure}
858 %\end{frame}
859
860
861
862
863
864 %\frame{
865 %\frametitle{Résultats}
866 %\begin{alertblock}{Premiers résultats}
867 %\begin{enumerate}
868 %  \item Générateur chaotique dès que le GTPIC de $G_f$ est fortement connexe
869 %  \item Toutes les autres propriétés de chaos
870 %  \item Sortie uniforme si la matrice d'adjacence réduite du GTPIC est doublement stochastique
871 %  \item Les résultats aux tests statistiques sont meilleurs (DieHARD, NIST, TestU01)
872 %\end{enumerate}
873 %\end{alertblock}
874 %}
875
876
877
878
879 %\begin{frame}{Premiers tests comparatifs}
880 % \begin{figure}[!t]
881 % \centering
882 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{1.pdf}
883 % \DeclareGraphicsExtensions.
884 % \caption{Premiers tests élémentaires}
885 % \label{Premiers tests élémentaires}
886 % \end{figure}
887 %\end{frame}
888
889
890 %\begin{frame}{NIST pour les PRNG en entrée}
891 % \begin{figure}[!t]
892 % \centering
893 % \includegraphics[scale=0.27]{NistSeul.png}
894 % \DeclareGraphicsExtensions.
895 % \caption{Le NIST pour 3 PRNG}
896 % \end{figure}
897 %\end{frame}
898
899
900
901 %\begin{frame}{NIST pour le Old CI}
902 % \begin{figure}[!t]
903 % \centering
904 % \includegraphics[scale=0.27]{NistAvec.png}
905 % \DeclareGraphicsExtensions.
906 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
907 % \end{figure}
908 %\end{frame}
909
910
911
912 %\begin{frame}{DieHard pour les PRNG en entrée}
913 % \begin{figure}[!t]
914 % \centering
915 % \includegraphics[scale=0.27]{DieHardSeul.png}
916 % \DeclareGraphicsExtensions.
917 % \caption{DieHard pour 3 PRNG}
918 % \end{figure}
919 %\end{frame}
920
921
922
923
924 %\begin{frame}{DieHard pour le Old CI}
925 % \begin{figure}[!t]
926 % \centering
927 % \includegraphics[scale=0.24]{DieHarda.png}
928 % \DeclareGraphicsExtensions.
929 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
930 % \end{figure}
931 %\end{frame}
932
933
934
935
936 %\begin{frame}{TestU01 pour les PRNG en entrée}
937 % \begin{figure}[!t]
938 % \centering
939 % \includegraphics[scale=0.3]{TestUSeul.png}
940 % \DeclareGraphicsExtensions.
941 % \caption{TestU01 pour 3 PRNG}
942 % \end{figure}
943 %\end{frame}
944
945
946
947
948
949
950
951
952 %\begin{frame}{TestU01 pour le Old CI}
953 % \begin{figure}[!t]
954 % \centering
955 % \includegraphics[scale=0.25]{TestUAvec.png}
956 % \DeclareGraphicsExtensions.
957 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
958 % \end{figure}
959 %\end{frame}
960
961
962
963 %\subsection*{Le New CI PRNG}
964 %\frame{
965 %  \frametitle{Variantes}
966 %    \begin{block}{Quelques variantes du CI PRNG}
967 %      \begin{itemize}
968 %        \item $New ~CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$: éviter de changer deux fois de suite un même bit entre deux outputs
969 %          \begin{itemize}
970 %            \item Ne plus compter le nombre d'itérées entre deux outputs
971 %            \item Mais le nombre de bits à changer
972 %          \end{itemize}
973 %        \item $Xor CI PRNG$: $S^{n+1}=S^n \oplus PRNG^n$
974 %        \item etc.
975 %      \end{itemize}
976 %    \end{block}
977 %}
978
979
980
981
982
983
984 %\begin{frame}{La suite $m$ du New CI}
985 %Supposons que $x_0 = (0, 0, 0)$. Alors $m_0 \in \llbracket 0, 3 \rrbracket$: on
986 %peut changer de 0 à 3 bits dans cet état pour produire $x_1$.
987 %\begin{itemize}
988 %  \item Si $m_0 = 0$, alors aucun bit ne changera entre la première et la
989 %  seconde sortie de notre générateur. Et donc $x_1 = (0, 0, 0)$.
990 %  \item Si $m_0 = 1$, alors exactement 1 bit changera, ce qui conduit à trois
991 %  valeurs possibles pour $x_1$, à savoir (1, 0, 0), (0, 1, 0) et (0, 0, 1).
992 %  \item etc.
993 %\end{itemize}
994 %\end{frame}
995
996
997
998 %\begin{frame}{La suite $m$ du New CI}
999 %\begin{equation}
1000 %\label{Formula}
1001 %m^n = f(y^n)=
1002 %\left\{
1003 %\begin{array}{l}
1004 %0 \text{   si   }0                             \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<\frac{C^0_N}{2^N},\\
1005 %1 \text{   si   }\frac{C^0_N}{2^N}             \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<\sum_{i=0}^1\frac{C^i_N}{2^N},\\
1006 %2 \text{   si   }\sum_{i=0}^1\frac{C^i_N}{2^N} \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<\sum_{i=0}^2\frac{C^i_N}{2^N},\\
1007 %\vdots~~~~~                                    ~~\vdots~~~                 ~~~~\\
1008 %N \text{   si   }\sum_{i=0}^{N-1}\frac{C^i_N}{2^N}     \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<1.\\
1009 %\end{array}
1010 %\right.
1011 %\end{equation}
1012 %\end{frame}
1013
1014
1015
1016
1017
1018 %\begin{frame}{Stratégie chaotique}
1019 %Une suite de marquage controlera la suite du XORshift $b$ ainsi:
1020 %\begin{itemize}
1021 %\item si $d^{b^j} \neq 1$, alors $S^k=b^j$, $d^{b^j} = 1$ et $k = k+1$
1022 %\item si $d^{b^j}=1$, alors $b^j$ est écarté.
1023 %\end{itemize}
1024 %Par exemple, si $b = 142\underline{2}334
1025 %142\underline{1} \underline{1}\underline{2}\underline{2}34...$ et $m =
1026 %4241...$, alors $S=1423~34~1423~4...$
1027 %\end{frame}
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034 %%\subsection*{Chaotic iterations as pseudo-random generator}
1035 %% \begin{frame}{CI(XORshift, XORshift) algorithm}
1036 %% \begin{tiny}
1037 %% \begin{table}
1038 %% \centering
1039 %% \begin{tabular}{|l|}
1040 %% \hline
1041 %% ~\textbf{Input}: the internal state $x$ (an array of $\mathsf{N}$ bits)\\
1042 %% \hline
1043 %% ~\textbf{Output}: a state $r$ of $\mathsf{N}$ bits \\
1044 %% \hline
1045 %% ~\textbf{for} $i=0,\dots,N$ \textbf{do}\\
1046 %% ~~~~~~ $d_i\leftarrow{0}$;\\
1047 %% ~\textbf{end for}\\
1048 %% ~$a\leftarrow{XORshift1(~)}$;\\
1049 %% ~$m\leftarrow{f(a)}$\;\\
1050 %% ~$k\leftarrow{m}$\;\\
1051 %% ~\textbf{for} $i=0,\dots,k$ \textbf{do}\\
1052 %% ~~~~~~ $b\leftarrow{XORshift2() mod ~ N}$;\\
1053 %% ~~~~~~ $S\leftarrow{b}$;\\
1054 %% ~~~~~~~\textbf{if} $d_S=0$ \textbf{then}\\
1055 %% ~~~~~~~~~~~~ $x_S\leftarrow{ \overline{x_S}}$;\\
1056 %% ~~~~~~~~~~~~ $d_S\leftarrow{1}$;\\
1057 %% ~~~~~~~\textbf{end}\\
1058 %% ~~~~~~~\textbf{else if} $d_S=1$ \textbf{then}\\
1059 %% ~~~~~~~~~~~~ $k\leftarrow{k+1}$;\\
1060 %% ~~~~~~~\textbf{end}\\
1061 %% ~\textbf{end for}\\
1062 %% ~$r\leftarrow{x}$\;\\
1063 %% ~\textbf{return} $r$;\\
1064 %% \hline
1065 %% 
1066 %% \end{tabular}
1067 %% \caption{An arbitrary round of the proposed generator}
1068 %% \label{Chaotic iteration}
1069 %% \end{table}
1070 %% \end{tiny}
1071 %% 
1072 %% \end{frame}
1073 %% 
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
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1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090 %%\begin{frame}{Exemple du New CI}
1091 %%\begin{block}{}
1092 %%\begin{tabular}{llllll}
1093 %%m:&\uncover<2->{0~}   &\uncover<4->{4~~}                      &\uncover<6->{2 }       &\uncover<8->{2}&\uncover<10->{...}\\
1094 %%k:&\uncover<2->{0~}   &\uncover<4->{4~~~~~~+1~}               &\uncover<6->{2 }       &\uncover<8->{2~+1}&\uncover<10->{...}\\
1095 %%b:&\uncover<2->{~~}   &\uncover<4->{1~4~2~\underline{2}~3}    &\uncover<6->{3~4}      &\uncover<8->{1~\underline{1}~~~4}&\uncover<10->{...}\\
1096 %%S:&\uncover<2->{~~}   &\uncover<4->{1~4~2~~~~3}               &\uncover<6->{3~4}      &\uncover<8->{1~~~~~~4}&\uncover<10->{...}
1097 %%\end{tabular}
1098 %%\end{block}
1099 %% 
1100 %%\begin{block}{x:}
1101 %%\begin{equation}
1102 %%\label{Basic equations}
1103 %%% \left\{
1104 %%\begin{array}{r@{\;}l}
1105 %%\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow \textbf{0}}      \uncover<4->{\rightarrow \textbf{1}\rightarrow 1\rightarrow 1\rightarrow \textbf{1}}    \uncover<6->{\rightarrow 1\rightarrow \textbf{1}}               \uncover<8->{\rightarrow \textbf{0}\rightarrow \textbf{0}}      \uncover<10->{...}\\
1106 %%\ \textbf{1}\uncover<2->{\rightarrow \textbf{1}}      \uncover<4->{\rightarrow 1\rightarrow 1\rightarrow \textbf{0}\rightarrow \textbf{0}}    \uncover<6->{\rightarrow 0\rightarrow \textbf{0}}               \uncover<8->{\rightarrow 0\rightarrow \textbf{0}}                               \uncover<10->{...}\\
1107 %%\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow \textbf{0}}      \uncover<4->{\rightarrow 0\rightarrow 0\rightarrow 0\rightarrow \textbf{1}}                             \uncover<6->{\rightarrow \textbf{0}\rightarrow \textbf{0}}      \uncover<8->{\rightarrow 0\rightarrow \textbf{0}}                               \uncover<10->{...}\\
1108 %%\ \textbf{0}\uncover<2->{\rightarrow \textbf{0}}      \uncover<4->{\rightarrow 0\rightarrow \textbf{1}\rightarrow 1\rightarrow \textbf{1}}    \uncover<6->{\rightarrow 1\rightarrow \textbf{0}}               \uncover<8->{\rightarrow 0\rightarrow \textbf{1}}                               \uncover<10->{...}
1109 %%\end{array}
1110 %%% \right.
1111 %%\end{equation}
1112 %%\end{block}
1113
1114 %%\begin{block}{}
1115
1116 %%\alert{Sortie:} 0 1 0 0 \uncover<3->{0 1 0 0 }\uncover<5->{1 0 1 1
1117 %%}\uncover<7->{1 0 0 0 }\uncover<9->{0 0 0 1 }\uncover<10->{...}
1118
1119 %%\end{block}
1120
1121 %%\end{frame}
1122
1123
1124
1125
1126
1127 %\begin{frame}{Nouvelle version de $CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$}
1128 % \begin{figure}[!t]
1129 % \centering
1130 % \includegraphics[scale=0.25]{newCI.png}
1131 % \DeclareGraphicsExtensions.
1132 % \caption{Le NEW CI PRNG}
1133 % \end{figure}
1134 %\end{frame}
1135
1136
1137
1138 %\begin{frame}{NIST pour le New CI}
1139 % \begin{figure}[!t]
1140 % \centering
1141 % \includegraphics[scale=0.27]{NistNew.png}
1142 % \DeclareGraphicsExtensions.
1143 % \caption{Résultats du New CI PRNG (Nist)}
1144 % \end{figure}
1145 %\end{frame}
1146
1147
1148
1149
1150 %\begin{frame}{DieHard pour le New CI}
1151 % \begin{figure}[!t]
1152 % \centering
1153 % \includegraphics[scale=0.24]{DieHardNew.png}
1154 % \DeclareGraphicsExtensions.
1155 % \caption{Résultats du New CI PRNG (DieHard)}
1156 % \end{figure}
1157 %\end{frame}
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165 %\begin{frame}{TestU01 pour le New CI}
1166 % \begin{figure}[!t]
1167 % \centering
1168 % \includegraphics[scale=0.37]{TestUNew.png}
1169 % \DeclareGraphicsExtensions.
1170 % \caption{Résultats du New CI PRNG (TestU01)}
1171 % \end{figure}
1172 %\end{frame}
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180 %%\begin{frame}{Premiers tests comparatifs}
1181 %%\begin{tiny}
1182 %%\begin{table}[!t]
1183 %%\renewcommand{\arraystretch}{1.3}
1184 %%\caption{Comparaison avec $2 \times 10^5$ bits}
1185 %%\label{Comparison2}
1186 %%\centering
1187 %%  \begin{tabular}{ccccccc}
1188 %%    \hline
1189 %%Method & Monobit & Serial & Poker & Runs & Autocorrelation & Time  \\ \hline
1190 %%Logistic map &0.1280&0.1302&240.2893&26.5667&0.0373&0.965s \\
1191 %%XORshift &1.7053&2.1466&248.9318&18.0087&-0.5009&0.096s \\
1192 %%Old CI(Logistic, Logistic) &1.0765&1.0796&258.1069&20.9272&-1.6994&0.389s \\
1193 %%New CI(XORshift,XORshift) &0.3328&0.7441&262.8173&16.7877&-0.0805&0.197s\\
1194 %%    \hline
1195 %%  \end{tabular}
1196 %%\end{table}
1197 %%\end{tiny}
1198 %%\end{frame}
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207 %%\frame{
1208 %%  \frametitle{Résultats au TestU01}
1209 %%  \begin{center}
1210 %%  \begin{tabular}{|c|c|}
1211 %%  \hline
1212 %%  PRNG & Échecs (sur 516 tests) \\
1213 %%  \hline
1214 %%  Suite logistique & 261 \\
1215 %%  XORshift & 146 \\
1216 %%  ISAAC & 0 \\
1217 %%  \hline
1218 %%  Old CI(Logistic,Logistic) & 138 \\
1219 %%  Old CI(XORshift,XORshift) & 9 \\
1220 %%  Old CI(ISAAC,XORshift) & 0 \\
1221 %%  Old CI(ISAAC,ISAAC) & 0 \\
1222 %%  \hline
1223 %%  New CI(Logistic,Logistic) & 0 \\
1224 %%  New CI(ISAAC,XORshift) & 0 \\
1225 %%  New CI(ISAAC,ISAAC) & 0 \\
1226 %%  \hline
1227 %%  \end{tabular}
1228 %%  \end{center}
1229 %%%  \begin{figure}
1230 %%%  \centering
1231 %%%  \includegraphics[scale=0.35]{testU010.png}
1232 %%%  \caption{Score de quelques PRNGs au TestU01}
1233 %%%  \end{figure}
1234 %%}
1235
1236
1237
1238 %%\frame{
1239 %%  \frametitle{Résultats}
1240 %%  \begin{figure}
1241 %%  \centering
1242 %%  \includegraphics[scale=0.35]{testU011.png}
1243 %%  \caption{Améliorations via le $Old CI(PRNG_1,PRNG_2)$}
1244 %%  \end{figure}
1245 %%}
1246
1247
1248
1249 %%\frame{
1250 %%  \frametitle{Résultats}
1251 %%  \begin{figure}
1252 %%  \centering
1253 %%  \includegraphics[scale=0.35]{testU012.png}
1254 %%  \caption{Améliorations via le $New CI(PRNG_1,PRNG_2)$}
1255 %%  \end{figure}
1256 %%}
1257
1258
1259
1260 %\frame{
1261 %  \frametitle{Résultats}
1262 %  \begin{figure}
1263 %  \centering
1264 %  \includegraphics[scale=0.27]{prngs.png}
1265 %  \caption{Autres résultats}
1266 %  \end{figure}
1267 %  }
1268
1269
1270
1271 %\frame{
1272 %  \frametitle{Résultats}
1273 %  \begin{figure}
1274 %  \centering
1275 %  \includegraphics[scale=0.27]{vitesse.png}
1276 %  \caption{Perte de vitesse}
1277 %  \end{figure}
1278 %  }
1279
1280
1281 %%\frame{
1282 %%  \frametitle{A quel prix ?}
1283 %%  \begin{figure}
1284 %%  \centering
1285 %%  \includegraphics[scale=0.35]{rapide.png}
1286 %%  \caption{Dégradation de la vitesse}
1287 %%  \end{figure}
1288 %%}
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295 %\subsection*{Une famille pour le Old CI}
1296
1297
1298
1299 %\frame{
1300 %  \frametitle{Définition d'une famille de Old CI}
1301 %\begin{block}{La matrice associée à $f$}
1302 %Matrice de taille $N\times 2^N$ dont l'élément $(p,q)$ est 
1303 %l'entier ayant la décompistion binaire:
1304 %$$q_N, \hdots, q_{N-p}, f(q)_{N-p+1}, q_{N-p+2}, \hdots, q_1$$
1305 %avec $q_i$: $i-$ième chiffre en base 2 de $q$.
1306 %\end{block}
1307 %  
1308
1309 %\begin{block}{Vecteur des images}
1310 %Le vecteur des images de $f$ est:
1311 %$$\mathcal{F}(f)=(f(0), f(1), \hdots, f(2^N-1)) \in \llbracket 0, 2^N-1 \rrbracket^{2^N}$$
1312 %\end{block}
1313 %}
1314
1315
1316
1317
1318 %\frame{
1319 %  \frametitle{Exemple de matrice associée}
1320 %  \begin{figure}
1321 %  \centering
1322 %  \includegraphics[scale=0.27]{mappingMatrix.png}
1323 %  \caption{Matrice associée et vecteur des images pour $f_0$}
1324 %  \end{figure}
1325 %  
1326 %}
1327
1328
1329
1330 %\frame{
1331 %  \frametitle{Une règle pour le Old CI PRNG}
1332 %  \begin{itemize}
1333 %    \item Supposons que $\mathcal{F}(f)=(f(0), f(1), \hdots, f(2^N-1)) \in \llbracket 0, 2^N-1 \rrbracket^{2^N}$, avec $Old~ CI_f$ équilibré
1334 %    \item Si on veut changer $\mathcal{F}(f)_j$ en $C$, alors il faut aussi que $\mathcal{F}(f)_{2^N-C}=2^N-j$
1335 %  \end{itemize}
1336 %  
1337 %}
1338
1339
1340
1341
1342 %\frame{
1343 %  \frametitle{Exemple de fonctions pour le Old CI}
1344 %  \begin{figure}
1345 %  \centering
1346 %  \includegraphics[scale=0.27]{mappingF0.png}
1347 %  \caption{Création de nouvelles fonctions équilibrées}
1348 %  \end{figure}
1349 %  }
1350
1351
1352 %\frame{
1353 %  \frametitle{Un théorème pour l'équilibrage}
1354 %\begin{alertblock}{Théorème}
1355 %Soit $f: \mathds{B}^{n} \rightarrow \mathds{B}^{n}$, $\Gamma(f)$ son graphe d'itération, 
1356 %$\check{M}$ sa matrice d'adjacence.
1357
1358 %Si $\Gamma(f)$ est fortement connexe, alors la sortie produite par le Old CI PRNG
1359 %suit une loi qui tend vers l'uniforme répartition si et seulement si $M$ est 
1360 %doublement stochastique.
1361 %\end{alertblock}
1362 %}
1363
1364
1365
1366
1367 %\frame{
1368 %  \frametitle{D'autres Old CI chaotiques}
1369 %  \begin{block}{Pour obtenir d'autres Old CI chaotiques}
1370 %  \begin{enumerate}
1371 %    \item Partir du graphe de tous les possibles de $f_0$
1372 %    \item Tant que le taux ne suppression n'est pas atteint:
1373 %    \begin{itemize}
1374 %      \item tirer une arête au sort
1375 %      \item la supprimer si le graphe reste fortement connexe (algorithme de Tarjan)
1376 %    \end{itemize}
1377 %  \end{enumerate}
1378 %  (Problème avec les graphes isomorphes)
1379 %  \end{block}
1380 %}
1381
1382
1383 %\frame{
1384 %  \frametitle{Exemple de fonctions pour le Old CI}
1385 %  \begin{figure}
1386 %  \centering
1387 %  \includegraphics[scale=0.27]{SCC.png}
1388 %  \caption{Création de nouvelles fonctions au générateur chaotique}
1389 %  \end{figure}
1390 %  
1391 %}
1392
1393
1394
1395 %\frame{
1396 %  \frametitle{Condition suffisante de chaoticité}
1397 %\begin{alertblock}{Théorème}
1398 %Soit $f$ une fonction de $\mathds{B}^n$ dans lui-même telle que:
1399 %\begin{enumerate}
1400 %\item 
1401 %Le graphe de connexion $G(f)$ n'a pas de cycle de longueur au moins 2;
1402 %\item 
1403 %Chaque arête de $G(f)$ ayant une boucle positive a aussi une boucle négative;
1404 %\item
1405 %Chaque arête de $G(f)$ est joignable à partir d'un noeud ayant une boucle négative.
1406 %\end{enumerate}
1407 %Alors $\Gamma(f)$ est fortement connexe. 
1408 %\end{alertblock}
1409 %}
1410
1411
1412
1413 %%\begin{theorem}
1414 %%  Let $f: \mathds{B}^{n} \rightarrow \mathds{B}^{n}$, $\Gamma(f)$ its
1415 %%  iteration graph, $\check{M}$ its adjacency
1416 %%  matrix and $M$ a $n\times n$ matrix defined as in the previous lemma.
1417 %%  If $\Gamma(f)$ is SCC then 
1418 %%  the output of the PRNG detailed in Algorithm~\ref{CI Algorithm} follows 
1419 %%  a law that tends to the uniform distribution 
1420 %%  if and only if $M$ is a double stochastic matrix.
1421 %%\end{theorem} 
1422
1423
1424 %\subsection*{PRNG cryptographiquement sûr}
1425 %    
1426
1427 %\frame{
1428 %\frametitle{Les PRNG cryptographiquement sûrs}
1429 %\begin{block}{Définition: Générateur $G$ \emph{cryptographiquement sûr}}
1430 %%Pour tout 
1431 %%algorithme probabiliste polynomial en temps $\mathcal{D}$, pour tout
1432 %%polynome $\mathfrak{p}>0$, et pour tout $n$ suffisamment large,
1433 %$$\left| \mathrm{Pr}[\mathcal{D}(\mathcal{G}(\mathfrak{U}_n))=1]-Pr[\mathcal{D}(\mathfrak{U}_{\ell_\mathcal{G}(n)})=1]\right|< \frac{1}{\mathfrak{p}(n)},$$
1434 %%où $\mathfrak{U}_r$ est la loi de probabilité uniforme sur $\{0,1\}^r$ et les
1435 %%probabilités sont prises sur $\mathfrak{U}_n$, $\mathfrak{U}_{\ell_G(n)}$ de la même manière
1436 %%que pour le lancer d'une pièce de monnaie dans $\mathcal{D}$. 
1437 %\end{block}
1438 %}
1439
1440
1441
1442 %\subsection*{Version GPU}
1443
1444 %\frame{
1445 %\frametitle{Derniers Résultats}
1446 %\begin{alertblock}{Nos derniers résultats}
1447 %\begin{enumerate}
1448 %  \item Si le premier PRNG en entrée est polynomialement indistinguable d'une suite aléatoire, alors notre PRNG l'est aussi
1449 %  \item Implantation sur GPU $\Rightarrow$ 20 milliards de nombres (32 bits) par seconde sur un PC
1450 %  \item Utilisation de BBS $\Rightarrow$ 1 milliards de nombres sûrs par seconde
1451 %  \item Version chaotique du cryptosystème asymétrique probabiliste de Blum-Goldwasser
1452 %  \item Mixage avec dispositif optique (Larger, OPTO)
1453 %\end{enumerate}
1454 %\end{alertblock}
1455 %}
1456
1457
1458
1459
1460
1461 %%\frame{
1462 %%  \frametitle{Notre générateur GPU}
1463 %%  \begin{figure}
1464 %%  \centering
1465 %%  \includegraphics[scale=0.3]{gpu.png}
1466 %%%  \caption{Version GPU de notre générateur}
1467 %%  \end{figure}
1468 %%}
1469
1470
1471
1472
1473 %%\frame{
1474 %%  \frametitle{Notre générateur GPU}
1475 %%  \begin{figure}
1476 %%  \centering
1477 %%  \includegraphics[scale=0.25]{bbs.png}
1478 %% % \caption{Version GPU de notre générateur, avec bbs}
1479 %%  \end{figure}
1480 %%}
1481
1482
1483
1484 %\frame{
1485 %  \frametitle{Notre générateur GPU}
1486 %  \begin{tabular}{cc}
1487 %  \includegraphics[scale=0.3]{gpu.png} & \includegraphics[scale=0.275]{bbs.png}
1488 %  \end{tabular}
1489 %}
1490
1491 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1492 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1493 %\section{Nouvelles pistes}
1494 %%\subsection*{PRNGs}
1495 %\begin{frame}{}
1496 %% 'transition': Crossfade,
1497 %  \begin{center}
1498 %   \Huge{Nouvelles pistes}
1499
1500 %\medskip
1501 %   %\huge{soulevés par l'approche}
1502 %  \end{center}
1503 %\end{frame}
1504 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1505 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513 %\frame{
1514 % \frametitle{Le générateur optique}
1515 % \begin{block}{Côté OPTO}
1516 %  \begin{figure}
1517 %  \centering
1518 %  \includegraphics[scale=0.5]{setup_opto_RNG.eps}
1519 %   \caption{Générateur optique (laser chaotique)}
1520 %  \end{figure}
1521 %  \end{block}
1522 %}
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534 %\frame{
1535 % \frametitle{Le générateur mixé}
1536 % \begin{block}{Côté DISC}
1537 %  \begin{figure}
1538 %  \centering
1539 %  \includegraphics[scale=0.5]{improve.eps}
1540 %   \caption{Mixage analogique-numérique}
1541 %  \end{figure}
1542 %  \end{block}
1543 %}
1544
1545
1546
1547
1548
1549 %\frame{
1550 % \frametitle{Le générateur mixé}
1551 % \begin{block}{Améliorations (NIST)}
1552 %  \begin{figure}
1553 %  \centering
1554 %  \includegraphics[scale=0.35]{NistLaurent.png}
1555 %   \caption{Résultat au NIST}
1556 %  \end{figure}
1557 %  \end{block}
1558 %}
1559
1560
1561
1562
1563
1564 %\frame{
1565 % \frametitle{Le générateur mixé}
1566 % \begin{block}{Améliorations (DieHARD)}
1567 %  \begin{figure}
1568 %  \centering
1569 %  \includegraphics[scale=0.25]{DieHardLaurent.png}
1570 %   \caption{Résultat au DieHARD}
1571 %  \end{figure}
1572 %  \end{block}
1573 %}
1574
1575
1576
1577 %\frame{
1578 % \frametitle{Le générateur mixé}
1579 % \begin{block}{Côté DISC}
1580 %  \begin{figure}
1581 %  \centering
1582 %  \includegraphics[scale=0.35]{method.eps}
1583 %   \caption{Premier PRNG mixé réalisé}
1584
1585 %  \end{figure}
1586 %  \end{block}
1587 %}
1588
1589
1590 %\frame{
1591 % \frametitle{Premiers résultats}
1592 %  \begin{tabular}{|l||c|c|c|c|c|}
1593 %    \hline
1594 %\textbf{Tests} {\textbf{$n$}}&1 &10&20&30&40 \\ \hline\hline
1595 %NIST suite & 0/15 &14/15 & 15/15 & 15/15 & 15/15\\ \hline
1596 %DieHARD suite &1/18 &11/18 & 14/18 &18/18&18/18\\ \hline
1597 %  \end{tabular}
1598 %}
1599
1600
1601 %\frame{
1602 % \frametitle{Le générateur mixé}
1603 % \begin{block}{Côté DISC}
1604 %  \begin{figure}
1605 %  \centering
1606 %  \includegraphics[scale=0.25]{paralel.png}
1607 %   \caption{Deuxième PRNG mixé réalisé}
1608 %  \end{figure}
1609 %  \end{block}
1610 %}
1611
1612
1613 %\frame{
1614 %  \frametitle{Une piste ?}
1615 %  $$X^{mn+1} = X^{mn} \oplus O^{mn} \oplus C^m$$
1616 %}
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626 %\begin{frame}{}
1627 % \begin{center}
1628 % \huge{Merci pour votre attention}
1629 % \end{center}
1630 %\end{frame}
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639 %%\frame{
1640 %%% 'transition': Crossfade,
1641 %% \frametitle{Une menace en guise d'illustration}
1642 %% \begin{block}{Les attaques par canal auxiliaire}
1643 %% \begin{enumerate}
1644 %%\item Certains processeurs peuvent laisser fuire de l'information. \newline $\Rightarrow$ En 2006 [Acimez07], 508 bits d'une clé d'authentification sur 512.  
1645 %%\item Variation de tension appliquée au processeur [Pellegrini10]\newline $\Rightarrow$ \'Emission d'une signature (RSA 1024) corrompue. 
1646 %%\item Mesure du temps de déchiffrement [Kocher95] \newline $\Rightarrow$ Obtention de la clé de déchiffrement.
1647 %%\item Optimisations appliquées au théorème des restes chinois [Brumley03] \newline $\Rightarrow$ Factorisation RSA trouvée.
1648 %%\end{enumerate}
1649 %%\end{block}
1650 %%}
1651
1652
1653
1654
1655 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1656
1657
1658
1659 %%\frame{
1660 %%% 'transition': Crossfade,
1661 %%  \frametitle{Une menace en guise d'illustration}
1662 %%  \begin{block}{Les attaques par canal auxiliaire}
1663 %%  \begin{itemize}
1664 %%    \item Failles matérielles ou logicielles
1665 %%    \item Une partie du secret
1666 %%    \item Algorithmes prouvés sûrs
1667 %%  \end{itemize}
1668 %%  \end{block}
1669 %%  
1670 %%  \vspace{0.25cm}
1671 %%  \uncover<2->{
1672 %%  \begin{exampleblock}{Tentatives de solution}
1673 %%  \begin{itemize}
1674 %%    \item Ne plus répondre au cas par cas
1675 %%    \item Une sécurité complémentaire ?
1676 %%    \item Pourquoi ne pas utiliser des programmes imprédictibles ?
1677 %%  \end{itemize}
1678 %%  \end{exampleblock}
1679 %%}
1680 %%}
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1688
1689 %%\frame{
1690 %% \frametitle{Nos contributions}
1691 %%\begin{block}{Nos contributions}
1692 %%\begin{itemize}
1693 %%\item Construire des machines, des programmes imprévisibles
1694 %%\item Etudier des algorithmes existants sous d'autres aspects (comparaison, autres menaces ?)
1695 %%\item Rajouter des propriétés (topologiques) à des outils préexistants, \emph{sans perte de sécurité}
1696 %% \end{itemize}
1697 %%\end{block}
1698 %%}
1699
1700
1701
1702
1703
1704
1705
1706
1707 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1708 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1709 %\section*{Problèmes}
1710 %\begin{frame}{}
1711 %% 'transition': Crossfade,
1712 %  \begin{center}
1713 %   \Huge{Problèmes}
1714
1715 %\medskip
1716 %   \huge{soulevés par l'approche}
1717 %  \end{center}
1718 %\end{frame}
1719 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1720 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1721
1722
1723
1724
1725
1726
1727
1728 %% %%%%%%%%%%%%% 16. De la relativité du chaos %%%%%%%%%%%%%%%
1729 %\subsection*{Tout est relatif (est-ce encore vrai ?)}
1730
1731 %% \frame{
1732 %%   \frametitle{Problème soulevé par l'approche}
1733 %%   \begin{block}{Quels problèmes pose cette approche ?}
1734 %%   \begin{itemize}
1735 %%   \item Rôle prépondérant de la topologie
1736 %%   \item De sa finesse dépendent les propriétés de désordre
1737 %%   \item Comment bien la choisir ?
1738 %%   \end{itemize}
1739 %%   $\Rightarrow$ Se ramener à la topologie de l'ordre sur $\mathds{R}$
1740 %%   \end{block}
1741 %% }
1742
1743
1744 %\frame{
1745 % \frametitle{De l'importance de la topologie}
1746 %%\begin{block}{Les questions qui se posent}
1747 %%\begin{enumerate}
1748 %%\item Si un système $(\mathcal{X},f)$ est chaotique, et pour quelle topologie.
1749 %%\item Si un système $(\mathcal{X},f)$ est plus chaotique qu'un système $(\mathcal{Y},g)$.
1750 %%\end{enumerate}
1751 %%\end{block}
1752
1753 %%\vspace{0.5cm}
1754 %%\uncover<2>{
1755 %\begin{exampleblock}{Problèmes soulevés}
1756 %\begin{enumerate}
1757 %\item Le désordre dépend de la topologie (?)
1758 %\item Comparaison de deux systèmes:
1759 %\begin{itemize}
1760 %\item Les ensembles $\mathcal{X}$ et $\mathcal{Y}$ ne sont pas forcément les mêmes.
1761 %\item Les topologies ne sont pas forcément les mêmes.
1762 %\item Sont-elles comparables ? Et quelles conséquences ?
1763 %\end{itemize}
1764 %\end{enumerate}
1765 %\end{exampleblock}
1766 %%}
1767 %}
1768
1769
1770
1771 %\frame{
1772 % \frametitle{Mon désordre n'est pas le tien}
1773 %   \begin{exampleblock}{Théorème: Impact de la finesse de la topologie}
1774 %   Soient $\tau, \tau'$ deux topologies sur $\mathcal{X}$ telles que $\tau \subset \tau'$.
1775
1776 %Si $(\mathcal{X}_{\tau'},f)$ satisfait Devaney, alors $(\mathcal{X}_\tau,f)$ aussi.
1777 %   \end{exampleblock}
1778 %}
1779
1780 %\frame{
1781 % \frametitle{Mon désordre n'est pas le tien}    
1782 %   \begin{exampleblock}{Un système peut toujours être chaotique}
1783 %   Soit $\mathcal{X}$ un ensemble non vide, et $f: \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ une application possédant au moins un point fixe.
1784 %Alors $f$ est $\tau_0-$chaotique, où $\tau_0$ est la topologie grossière sur $\mathcal{X}$.
1785 %   \end{exampleblock}
1786 %   
1787 %   \vspace{0.5cm}
1788 %   
1789 %     \begin{exampleblock}{Un système peut toujours ne jamais être chaotique}
1790 %Soit $\mathcal{X}$ un ensemble, et $f: \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ une application.
1791 %Si $\mathcal{X}$ est infini, alors $\left( \mathcal{X}_{\tau_\infty}, f\right)$ n'est pas chaotique selon Devaney, où $\tau_\infty$ désigne la topologie discrète.
1792 %   \end{exampleblock}
1793 %}
1794
1795
1796
1797
1798
1799 %\frame{
1800 % \frametitle{Réflexions autour d'un désordre absolu}
1801 %  \begin{block}{Reformulation des problèmes}
1802 %    \begin{itemize}
1803 %      \item $(\mathcal{X},f)$ peut ou non être chaotique, suivant la richesse de la topologie.
1804 %      \item L'ensemble des topologies sur $\mathcal{X}$, muni de la relation « être plus fine que » est un espace réticulé.
1805 %    \end{itemize}
1806 %  \end{block}
1807 %  
1808 %  \vspace{0.4cm}
1809 %  
1810 % \begin{block}{Quelques pistes}
1811 %   \begin{enumerate}
1812 %     \item La plus fine topologie rendant une fonction imprédictible
1813 %     \item \^Etre imprédictible, c'est l'être pour la topologie de l'ordre.
1814 %       \begin{itemize}
1815 %         \item Approche légitime (mais, pour quel ordre ?)
1816 %         \item Peut conduire à se ramener à $\mathds{R}$
1817 %       \end{itemize}
1818 %   \end{enumerate}
1819 % \end{block}
1820 %}
1821
1822
1823 %%%%%%%%%%%%%%% 17. Une semi-conjugaison topologique %%%%%%%%
1824 %%%%%%%%%% ou comment passer de X à un intervalle réel %%%%%%
1825 %\subsection*{Une semi-conjugaison topologique}
1826
1827
1828
1829 %\frame{
1830 %  \frametitle{Une semi-conjugaison topologique}
1831 %  
1832 %  
1833 %\begin{exampleblock}{Une semi-conjugaison topologique}
1834 %IC $G_{f_0}$ sur $\mathcal{X}$ = IC $g$ sur $\mathds{R}$:
1835 %\begin{equation*}
1836 %\begin{CD}
1837 %\left(~\mathcal{S}_{10} \times\mathds{B}^{10}, d~\right) @>G_{f_0}>> \left(~\mathcal{S}_{10} \times\mathds{B}^{10}, d~\right)\\
1838 %    @V{\varphi}VV                    @VV{\varphi}V\\
1839 %\left( ~\big[ 0, 2^{10} \big[, D~\right)  @>>g> \left(~\big[ 0, 2^{10} \big[, D~\right)
1840 %\end{CD}
1841 %\end{equation*}
1842 %\begin{enumerate}
1843 %\item Prendre la première décimale $d$ de $x \in \big[ 0, 2^{10} \big[$
1844 %\item Nier le bit numéro $d$ de $E(x)$
1845 %\item Supprimer $d$
1846 %\end{enumerate}
1847 %\end{exampleblock}
1848 %}
1849
1850
1851
1852
1853 %\frame{
1854 %  \frametitle{Comparaison des distances}
1855
1856 %\begin{exampleblock}{Comparaison de distances}
1857 %$D$ est plus fine que la distance euclidienne.
1858 %\end{exampleblock}
1859
1860 %\begin{figure}[t]
1861 %\begin{center}
1862 %  \subfigure[Application $x \to dist(x;1,234)$.]{\includegraphics[scale=.25]{17.Semi_conjugaison_topologique/distances/DvsEuclidien.pdf}}\quad
1863 %  \subfigure[Application $x \to dist(x;3) $.]{\includegraphics[scale=.25]{17.Semi_conjugaison_topologique/distances/DvsEuclidien2.pdf}}
1864 %\end{center}
1865 %\caption{Comparaison des distances $D$ et euclidienne.}
1866 %\label{fig:comparaison de distances}
1867 %\end{figure}
1868 %}
1869
1870
1871
1872
1873
1874
1875
1876
1877 %\frame{
1878 % \frametitle{\'Etude des ICs sur $\mathds{R}$}
1879 % \begin{exampleblock}{Analyse des itérations chaotiques réelles}
1880 %Les itérations chaotiques $g$ définies sur $\mathds{R}$ sont:
1881 %\begin{itemize}
1882 %\item Infiniment dérivables sur $\big[ 0, 2^{10} \big[$, sauf aux 10241 points de l'ensemble $I$ défini par $\left\{ \dfrac{n}{10} ~\big/~ n \in \llbracket 0;2^{10}\times 10\rrbracket \right\}$.
1883 %\item Affine, de pente 10, sur chaque sous-intervalle.
1884 %\end{itemize}
1885 %\end{exampleblock}
1886 %}
1887
1888
1889
1890 %%\frame{
1891 %%  \frametitle{Exemples de fonctions chaotiques}
1892 %%\begin{figure}[t]
1893 %%\begin{center}
1894 %%  \subfigure[Doublement de l'angle.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/doublement.pdf}}\quad
1895 %%  \subfigure[Fonction logistique.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/logistique.pdf}}\quad
1896 %%  \subfigure[Fonction tente.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/tente.pdf}}
1897 %%\end{center}
1898 %%\caption{Exemples de fonctions chaotiques.}
1899 %%\end{figure}
1900 %%}
1901
1902
1903
1904
1905
1906 %\frame{
1907 %  \frametitle{Les itérations chaotiques $G_{f_0}$ sur $\mathds{R}$}
1908 %\begin{figure}[t]
1909 %\begin{center}
1910 %%  \subfigure[Sur (0,9 ; 1).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs09a1.pdf}}\quad
1911 %  \subfigure[Sur (0,7 ; 1).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs07a95.pdf}}\quad
1912 %  \subfigure[Sur (0 ; 1).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs0a1.pdf}}\quad
1913 %    \subfigure[Sur (510 ; 514).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs510a514.pdf}}\quad
1914 %  \subfigure[Sur (1000 ; 1008).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs1000a1008.pdf}}
1915 %\end{center}
1916 %\caption{Les itérations chaotiques.}
1917 %\end{figure}
1918 %}
1919
1920
1921
1922
1923 %\frame{
1924 %  \frametitle{Les itérations chaotiques sur $\mathds{R}$}
1925 %\begin{figure}[t]
1926 %\begin{center}
1927 %  \subfigure[Sur (510 ; 514).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs510a514.pdf}}\quad
1928 %  \subfigure[Sur (1000 ; 1008).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs1000a1008.pdf}}\quad
1929 %  \subfigure[Sur (40 ; 70).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs40a70.pdf}}
1930 %\end{center}
1931 %\caption{Les itérations chaotiques.}
1932 %\end{figure}
1933 %}
1934
1935
1936
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1939
1940 % \frame{
1941 %   \frametitle{Chaos des IC $G_{f_0}$ sur $\mathds{R}$}
1942 %   \begin{exampleblock}{Chaos de Devaney sur $\mathds{R}$}
1943 % Les IC sur $\mathds{R}$ sont chaotiques selon Devaney, quand $\mathds{R}$ a sa topologie usuelle.
1944 % \end{exampleblock}
1945
1946 % \vspace{0.5cm}
1947
1948 %   \begin{exampleblock}{Exposant de Lyapunov}
1949 % %$\forall x^0 \in \mathcal{L}$, l'exposant de Lyapunov des itérations chaotiques ayant $x^0$ pour condition initiale vaut 
1950 % $$\forall x^0 \in \mathcal{L}, \lambda(x^0) = \displaystyle{\lim_{n \to +\infty} \dfrac{1}{n} \sum_{i=1}^n \ln \left| ~g'\left(x^{i-1}\right)\right|} = \ln (10).$$
1951 % \end{exampleblock}
1952 % }
1953
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1965 %\frame{
1966 %  \frametitle{Systèmes itératifs et suites récurrentes}  
1967 %  \begin{alertblock}{Les systèmes itératifs sont des suites récurrentes}
1968 %  On pose $F:\mathcal{X}^\mathds{N} \longleftrightarrow\mathcal{X}^\mathds{N}$, qui à la suite $(x^k)_{k \in \mathds{N}}$ associe $\left(x^0, f^0(x^0), f^1(x^0,x^1), f^2(x^0,x^1,x^0),\hdots\right)$. Alors le système
1969 %    $$\left\{
1970 %  \begin{array}{l}
1971 %    X^0 = (x^0,0,0, \hdots) \in \mathcal{X}^\mathds{N}\\
1972 %    X^{n+1} = F(X^n)
1973 %  \end{array}
1974 %  \right.$$
1975 %  tend vers la suite $(x^0,x^1,x^2,\hdots)$.
1976 %  \end{alertblock}
1977 %  \uncover<2->{
1978 %  Etudions un cas particulier : les « Itérations chaotiques »}
1979 %}
1980
1981 \section{Conclusion}
1982
1983
1984 \bibliographystyle{plain}
1985 \bibliography{mabase}
1986
1987 \end{document}