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[review_prng.git] / review_prng.tex
1 \documentclass{article}
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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~\cite{GuyeuxThese10}.
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 compliant with the definition above, 
102 as the parallel mode consists in considering that the sequence
103 $f^n$ defined above is constant equal to a given $f: \mathcal{X} 
104 \longrightarrow \mathcal{X}$,
105 whereas the serial mode can be rewritten as parallel iterations of
106 $$ G=F_\mathsf{N} \circ \ldots \circ F_2 \circ F_1 $$
107 where, $\forall i \in \llbracket 1, \mathsf{N} \rrbracket $:
108 $$\begin{array}{rccc}
109 F_i: & \mathcal{X} & \longrightarrow & \mathcal{X}\\
110         & (x_1, \hdots, x_\mathsf{N}) & \longmapsto & \left(x_1, \hdots, x_{i-1},f_i\left(x_1, \hdots, x_\mathsf{N}\right), x_{i+1}, \hdots, x_\mathsf{N}\right).
111 \end{array}$$
112
113
114
115 Finally, iterative systems in chaotic mode, simply called chaotic iterations,
116 are defined as follows~\cite{Robert}.
117  
118
119 \begin{definition}
120 Let $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \longrightarrow \mathds{B}^\mathsf{N}$ and 
121 $S \subset \mathcal{P} \left(\llbracket1,\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}$. 
122 \emph{Chaotic iterations} $(f, (x^0, S))$ are defined by:
123 $$\left\{
124 \begin{array}{l}
125 x^0 \in \mathds{B}^\mathsf{N} \\
126 \forall n \in \mathds{N}^*, \forall i \in \llbracket 1; \mathsf{N} \rrbracket,  x^{n}_i = \left\{
127 \begin{array}{ll}
128 x^{n-1}_{i} & \textrm{ if } i \notin S^n\\
129 f(x^{n-1})_{i} & \textrm{ if } i \in S^n
130 \end{array}
131 \right.
132 \end{array}
133 \right.$$
134 \end{definition}
135
136 \emph{A priori}, there is no relation between these chaotic iterations
137 and the mathematical theory of chaos recalled in the previous section.
138 On our side, we have regarded whether these chaotic iterations can 
139 behave chaotically, as it is defined for instance by Devaney, and if so, 
140 in which applicative context this behavior can be profitable.
141 This questioning has led to a first necessary condition of non convergence~\cite{GuyeuxThese10}.
142
143 \begin{proposition}
144 Let $f : \mathds{B}^\mathsf{N} \to \mathds{B}^\mathsf{N}$ and 
145 $S \in \llbracket 1, \mathsf{N} \rrbracket^{\mathds{N}}$. 
146 If the chaotic iterations $\left(f,(x^0,S)\right)$ are not convergent, then:
147 \begin{itemize}
148 \item either $f$ is not a contraction, meaning that there is no Boolean matrix
149     $M$ of size $\mathsf{N}$ satisfying $\forall x,y\in \mathds{B}^\mathsf{N}$,
150     $d(f(x),f(y)) \leqslant M d(x,y)$, where $d$ is here the ``vectorial distance''
151     defined by $d(x,y) = \left(\begin{array}{c} \delta(x_1,y_1)\\ \vdots \\ \delta(x_\mathsf{N}, 
152     y_\mathsf{N}) \end{array}\right)$, with $\delta$ the discrete metric defined by $\delta(x,y) = \left\{\begin{matrix} 1 &\mbox{if}\ x\neq y , \\ 0 &\mbox{if}\ x = y \end{matrix}\right.$, and $\leqslant$ is the inequality term by term~\cite{Robert}.
153 \item or $S$ is not pseudo-periodic: it is not constituted by an infinite succession of finite sequences, each having any element of $\llbracket
154     1, \mathsf{N} \rrbracket$ at least once.
155 \end{itemize}
156 \end{proposition}
157
158 The second alternative of the proposition above concerns the strategy,
159 which should be provided by the outside world. Indeed, in our opinion, 
160 chaotic iterations can receive a PRNG $S$ as input, and due to 
161 properties of disorder of $f$, generate a new pseudorandom sequence
162 that presents better statistical properties than $S$. Having this 
163 approach in mind, we thus have searched vectorial Boolean iteration
164 functions that are not contractions. The vectorial negation function
165 $f_0:\mathds{B}^\mathsf{N} \longrightarrow \mathds{N}^\mathsf{N},$
166 $(x_1, \hdots, x_\mathsf{N}) \longmapsto (\overline{x_1}, \hdots, 
167 \overline{x_\mathsf{N}}) $ is such a function, which served has a
168 model in our further studies ($\overline{x}$ stands for the negation
169 of the Boolean $x$).
170
171 The quantity of disorder generated by such chaotic iterations, when
172 satisfying the proposition above, has then been measured. To do so, 
173 chaotic iterations have first been rewritten as simple discrete 
174 dynamical systems, as follows.
175
176
177 \subsection{Chaotic Iterations as Dynamical Systems}
178
179 The problems raised by such a formalization can be summarized as 
180 follows. 
181 Chaotic iterations are defined in the discrete mathematics framework,
182 considering $x^0 \in \mathds{B}^\mathds{N}$ and $S \in \mathcal{S} = \llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket^\mathds{N}$, and iterations having the
183 form 
184 $$x_i^{n+1} = \left\{ \begin{array}{ll} x^{n}_{i} & \textrm{ si } i \neq S^n\\ f(x^{n})_{i} & \textrm{ si } i = S^n \end{array} \right.$$ 
185 where $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \to \mathds{B}^\mathsf{N}$.
186 However, the mathematical theory of chaos takes place into a 
187 topological space $(\mathcal{X},\tau)$. It studies the iterations
188 $x^0 \in \mathcal{X}$, $\forall n \in \mathds{N}, x^{n+1} = f(x^n)$,
189 where $f : \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ is continuous for the
190 topology $\tau$.
191
192 To realize the junction between these two frameworks, the following
193 material has been introduced~\cite{GuyeuxThese10,bgw09:ip}:
194 \begin{itemize}
195 \item the shift function: $\sigma : \mathcal{S} \longrightarrow \mathcal{S}, (S^n)_{n \in \mathds{N}} \mapsto (S^{n+1})_{n \in \mathds{N}}$.
196 \item the initial function, defined by $i : \mathcal{S} \longrightarrow \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket, (S^n)_{n \in \mathds{N}} \mapsto S^0$
197 \item and $F_f : \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket \times \mathds{B}^\mathsf{N} \longrightarrow \mathds{B}^\mathsf{N},$ $$(k,E) \longmapsto  \left( E_j.\delta(k,j) + f(E)_k.\overline{\delta (k,j)} \right)_{j \in \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket}$$
198 \end{itemize}
199 where $\delta$ is the discrete metric.
200
201
202
203
204 Let $\mathcal{X} = \llbracket 1 ; \mathsf{N} \rrbracket^\mathds{N} \times \mathds{B}^\mathsf{N},$ and $G_f\left(S,E\right) = \left(\sigma(S), F_f(i(S),E)\right).$ 
205 Chaotic iterations $\left(f, (S,x^0)\right)$ can be modeled by the 
206 discrete dynamical system:
207 $$\left\{
208 \begin{array}{l}
209 X^0 = (S,x^0) \in \mathcal{X}, \\
210 \forall k \in \mathds{N}, X^{k+1} = G_f(X^k).
211 \end{array}
212 \right.$$
213 Their topological disorder can then be studied.
214
215
216
217
218
219 %\frame{
220 % \frametitle{Métrique et continuité}
221
222 %Distance sur $\mathcal{X}:$
223 %$$d((S,E);(\check{S};\check{E})) = d_e(E,\check{E}) +  d_s(S,\check{S})$$
224
225 %\noindent où $\displaystyle{d_e(E,\check{E}) = \sum_{k=1}^\mathsf{N} \delta (E_k, \check{E}_k)}$, ~~et~ $\displaystyle{d_s(S,\check{S}) = \dfrac{9}{\textsf{N}} \sum_{k = 1}^\infty \dfrac{|S^k-\check{S}^k|}{10^k}}$.
226 %%\end{block}
227
228 %\vspace{0.5cm}
229
230 %\begin{alertblock}{Théorème}
231 %La fonction $G_f : (\mathcal{X},d) \to  (\mathcal{X},d)$ est continue.
232 %\end{alertblock}
233
234 %}
235
236
237
238 % \frame{
239 %  \frametitle{\'Etude de $(\mathcal{X},d)$}
240 %  \begin{block}{Propriétés de $(\mathcal{X},d)$}
241 %  \begin{itemize}
242 %    \item $\mathcal{X}$ est infini indénombrable
243 %    \vspace{0.15cm}
244 %    \item $(\mathcal{X},d)$ est un espace métrique compact, complet et parfait
245 %  \end{itemize}
246 %  \end{block}
247
248 %  \vspace{0.5cm}
249
250 %    \begin{block}{\'Etude de $G_{f_0}$}
251 %    $G_{f_0}$ est surjective, mais pas injective \vspace{0.3cm}\newline $\Rightarrow (\mathcal{X},G_{f_0})$ pas réversible.
252 %  \end{block}
253
254 % }
255
256
257
258 %%\frame{
259 %% \frametitle{Etude des périodes}
260 %% \begin{block}{Multiplicité des périodes ?}
261 %% Soit $f_0:\mathds{B}^\mathsf{N} \rightarrow \mathds{B}^\mathsf{N}$ la négation vectorielle.
262 %%   \begin{itemize}
263 %%     \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 $\mathcal{X}$
264 %%     \item Cependant :
265 %%     \begin{itemize}
266 %%       \item Il y a chaos sur $\mathcal{X}^G = \mathcal{P}\left(\llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}\times \mathds{B}^\mathsf{N}$.
267 %%       \item $G_{f_0}$ possède plus de $n^2$ points périodiques de période $2n$.
268 %%     \end{itemize}
269 %%   \end{itemize}
270 %% \end{block}
271 %% \uncover<2->{
272 %%    Cette multiplicité des périodes n'est pas le désordre complet...
273 %% }
274 %%}
275
276
277
278 %\subsection*{Approche type Devaney/Knudsen}
279
280 %\frame{
281 %  \frametitle{Les approches Devaney et Knudsen}
282 %  \begin{block}{3 propriétés pour de l'imprévisibilité}
283 %    \begin{enumerate}
284 %      \item \emph{Indécomposabilité.} On ne doit pas pouvoir simplifier le système
285 %      \begin{itemize}
286 %        \item Impossible de diviser pour régner
287 %        \item Des orbites doivent visiter tout l'espace
288 %      \end{itemize}
289 %      \item \emph{Élément de régularité.}
290 %      \begin{itemize}
291 %        \item Contrecarre l'effet précédent
292 %        \item Des points proches \textit{peuvent} se comporter complètement différemment
293 %      \end{itemize}
294 %      \item \emph{Sensibilité.} Des points proches \textit{peuvent} finir éloignés
295 %    \end{enumerate}
296 %  \end{block}
297 %}
298
299
300 %\frame{
301 % \frametitle{Exemple : définition de Devaney}
302 %\begin{enumerate}
303 %\item \emph{Transitivité:} Pour chaque couple d'ouverts non vides $A,B \subset \mathcal{X}$, il existe $k \in \mathbb{N}$ tel que $f^{(k)}(A)\cap B \neq \varnothing$
304 %\item \emph{Régularité:} Les points périodiques sont denses
305 %\item \emph{Sensibilité aux conditions initiales:} Il existe $\varepsilon>0$ tel que $$\forall x \in \mathcal{X}, \forall \delta >0, \exists y \in \mathcal{X}, \exists n \in \mathbb{N}, d(x,y)<\delta \textrm{ et } d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$$
306 %\end{enumerate}
307 %}
308
309 %\frame{
310 %   \frametitle{Systèmes intrinsèquement compliqués}
311 %   \begin{block}{Définitions de l'indécomposabilité}
312 %   \begin{itemize}
313 %     \item \emph{Indécomposable}: pas la réunion de deux parties non vides, fermées et t.q. $f(A) \subset A$
314 %     \item \emph{Totalement transitive}: $\forall n \geqslant 1$, l'application composée $f^{(n)}$ est transitive.
315 %     \item \emph{Fortement transitif}:
316 %$\forall x,y \in \mathcal{X},$ $\forall r>0,$ $\exists z \in B(x,r),$ $\exists n \in \mathbb{N},$ $f^{(n)}(z)=y.$
317 %     \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 $\forall n \geqslant n_0, f^{(n)}(U) \cap V \neq \varnothing$.
318 %   \end{itemize}
319 %   \end{block}
320 %}
321
322
323
324
325 %\frame{
326 %\frametitle{Stabilité et expansivité}
327 %   \begin{block}{Définitions de la sensibilité}
328 %     \begin{itemize}
329 %       \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 $d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$
330 %       \item $(\mathcal{X},f)$ est \emph{expansif} si
331 %$\exists \varepsilon >0,$ $\forall x \neq y,$ $\exists n \in \mathbb{N},$ $d(f^{(n)}(x),f^{(n)}(y)) \geqslant \varepsilon$
332 %     \end{itemize}
333 %   \end{block}
334 %}
335
336 %%\frame{
337 %%  \frametitle{Des systèmes imprévisibles}
338 %%    \begin{block}{Définitions des systèmes dynamiques désordonnés}
339 %%    \begin{itemize}
340 %%      \item \emph{Devaney:} $(\mathcal{X},f)$ est sensible aux conditions initiales, régulier et transitif
341 %%       \item \emph{Wiggins:} $(\mathcal{X},f)$ est transitif et sensible aux conditions initiales
342 %%       \item \emph{Knudsen:} $(\mathcal{X},f)$ a une orbite dense et s'il est sensible aux conditions initiales
343 %%       \item \emph{expansif:} $(\mathcal{X},f)$ est transitif, régulier et expansif
344 %%    \end{itemize}
345 %%    \end{block}
346 %%}
347
348
349
350 %\subsection*{Autres approches}
351
352
353 %\frame{
354 %  \frametitle{Selon Li et Yorke}
355 %    \begin{block}{Définitions}
356 %    \begin{description}
357 %\item[Couple de Li-Yorke.] $(x,y)$ en est un quand: $\limsup_{n \rightarrow +\infty} d(f^{(n)}(x), f^{(n)}(y))>0$ et $\liminf_{n \rightarrow +\infty} d(f^{(n)}(x), f^{(n)}(y))=0.$
358
359 %\item[Ensemble brouillé.] $B \subset \mathcal{X}$ en est un si tout couple de points distincts de $B$ est de Li-Yorke.
360
361 %\item[Systèmes de Li-Yorke.] $\mathcal{X}$ est compact et contient un ensemble brouillé indénombrable.
362 %\end{description}
363 %\end{block}
364 %}
365
366
367
368
369
370
371 %\frame{
372 % \frametitle{Approche entropie topologique}
373 %   \begin{block}{Entropie topologique}
374 %   \begin{itemize}
375 %   \item $x,y \in \mathcal{X}$ sont ~$\varepsilon-$\emph{séparés en temps $n$} s'il existe $k \leqslant n$ tel que $d\left(f^{(k)}(x),f^{(k)}(y)\right)>\varepsilon$.
376 %   \item Les ensembles $(n,\varepsilon)-$séparé sont des ensembles de points qui seront tous $\varepsilon-$séparés en temps $n$
377 %   \item $s_n(\varepsilon,Y)$: cardinal maximal d'un ensemble $(n,\varepsilon)-$séparé $$h_{top}(\mathcal{X},f)  = \displaystyle{\lim_{\varepsilon \rightarrow 0} \Big[ \limsup_{n \rightarrow +\infty} \dfrac{1}{n} \log s_n(\varepsilon,\mathcal{X})\Big]}$$
378 %   \end{itemize}
379 %   \end{block}
380 %}
381
382
383
384
385 %\frame{
386 % \frametitle{Exposant de Lyapunov}
387 %\begin{block}{L'exposant de Lyapunov}
388 %$$\lambda(x^0) = \displaystyle{\lim_{n \to +\infty} \dfrac{1}{n} \sum_{i=1}^n \ln \left| ~f'\left(x^{i-1}\right)\right|}$$
389 %Il doit être positif pour multiplier les erreurs
390 %\end{block}
391 %}
392
393
394
395
396
397 %\subsection*{Etude des systèmes itératifs}
398
399 %%\frame{
400 %%  \frametitle{IC et propriété de Devaney}
401 %%\begin{alertblock}{Théorème}
402 %%$G_{f_0}$ est régulier et transitif (Devaney). 
403
404 %%Sa sensibilité est $\geqslant \mathsf{N}-1$.
405 %%\end{alertblock}
406
407 %%\uncover<2->{
408 %% \begin{exampleblock}{Question}
409 %% $f_0$ est-elle la seule fonction dont le système itératif vérifie la condition de Devaney ?
410 %% \end{exampleblock}
411 %% 
412 %% \vspace{0.5cm}
413
414 %%Pour y répondre, nous avons utilisé le graphe de tous les possibles par itérations chaotiques : le GTPIC.}
415 %%}
416
417
418
419
420 %%\frame{
421 %%  \frametitle{Nombre de fonctions imprévisibles}
422 %%  \begin{alertblock}{Caractérisation des IC imprévisibles selon Devaney}
423 %%$G_f$ vérifie l'hypothèse de Devaney $\Leftrightarrow$ Son graphe des possibles est fortement connexe.
424
425 %%$\Rightarrow$ Il y a $\left(2^\mathsf{N}\right)^{2^\mathsf{N}}$ IC chaotiques.
426 %%\end{alertblock}
427 %%}
428
429
430
431
432
433
434
435 %\frame{
436 %  \frametitle{Etude topologique}
437 %    \begin{exampleblock}{Etude topologique des ICs}
438 %      \begin{itemize}
439 %        \item $\forall f \in \mathcal{C}$, $Per\left(G_f\right)$ est infini dénombrable, $G_f$ est fortement transitive,  est chaotique selon Knudsen, 
440 %        \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 $ln(\mathsf{N})$
441 %        \item Indécomposabilité, instabilité, chaos de Wiggins, de la multiplicité des périodes...
442 %      \end{itemize}
443 %    \end{exampleblock}
444 %}
445
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449
450
451
452 %\frame{
453 % \frametitle{Graphe de tous les possibles par IC}
454 %  \begin{center}
455 %   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
456 %  \end{center}
457 %}
458
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477 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
478 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
479 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
480 %\section*{Topologie des programmes}
481 %\frame{
482 %% 'transition': Crossfade,
483 % \begin{center}
484 %   \Huge{Topologie des programmes}
485 %   
486 %  \end{center}
487 %}
488 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
489 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
490 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
491
492
493
494 %%\frame{
495 %%  \frametitle{Premières questions}
496 %%  \begin{exampleblock}{Le chaos dans mon PC ?}
497 %%  Le désordre, l'imprévisibilité (vrai, sans perte) sont-ils possibles sur un ordinateur ?
498 %%\begin{itemize}
499 %%      \item Il n'y a pas de réels sur mon PC
500 %%      \item Toute machine ayant un nombre fini d'états finit par entrer dans un cycle.
501 %%\end{itemize}
502 %%  \end{exampleblock}
503 %%}
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513 %%\frame{
514 %%  \frametitle{Mode d'emploi}
515 %%  \begin{alertblock}{Chaos sur machine: quelques règles}
516 %%    \begin{enumerate}
517 %%      \item Ne pas laisser la machine travailler en vase clos %\newline
518 %%      %$\Rightarrow$ Une nouvelle entrée à chaque itérée
519 %%      \item Utiliser les médias sur lesquels on travaille %\newline
520 %%      %$\Rightarrow$ Ensemble infini dénombrable
521 %%      \item Ne manipuler que des entiers 
522 %%      \item \'Eviter les tailles fixes %(graine, nombre d'itérations, etc.)
523 %%    \end{enumerate}
524 %%  \end{alertblock}
525 %%}
526
527
528
529
530
531 %\frame{
532 %  \frametitle{Introduction}
533 %  \begin{block}{Deux cas de figure}
534 %    \begin{itemize}
535 %      \item En vase clos :
536 %      \begin{itemize}
537 %        \item 4 Go de mémoire $\Rightarrow 2^{4000000000}$ états possibles...
538 %        \item Lemme de filature/lemme fantôme
539 %      \end{itemize}
540 %      \item $\mathcal{X}=\mathds{B}^\mathsf{N}\times \mathcal{P}\left(\llbracket 1;\mathsf{N}\rrbracket\right)^\mathds{N}$:
541 %      \begin{itemize}
542 %        \item Pas de réels, que des entiers bornés par $\mathsf{N}$
543 %        \item On peut utiliser le média à chaque itérée
544 %      \end{itemize}
545 %    \end{itemize}
546 %  \end{block}
547 %}
548
549
550
551
552
553
554 %\frame{
555 %  \frametitle{Introduction}
556 %  \begin{exampleblock}{Deux questions}
557 %%  Vos ICs sont chaotiques, mais pour moi c'est pas ça une machine, un programme.
558 %\begin{itemize}
559 %      \item Peut-on construire des automates chaotiques ?
560 %      \item Peut-on évaluer si un programme est chaotique ?
561 %\end{itemize}
562 %  \end{exampleblock}
563 %}
564
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568
569 %\frame{
570 % \frametitle{Une machine de Moore chaotique}
571 %  \begin{center}
572 %   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
573 %  \end{center}
574 %}
575
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578
579
580 %\frame{
581 %\frametitle{Le chaos d'un programme}
582 %\begin{block}{Machines de Turing et systèmes itératifs}
583 %Soit $(w,i,q)$ la configuration actuelle de la machine de Turing\\
584 %\begin{center}
585 %\includegraphics[scale=0.3]{Steganalyse/Medias/Turing.pdf} 
586 %\end{center}
587 %\begin{itemize}
588 %\item $w=\sharp^{-\omega} w(0) \hdots w(k)\sharp^{\omega}$ est la bande de lecture,
589 %\item $i$ est la position de la tête de lecture,
590 %\item $q$ décrit l'état de la machine,
591 %\item  et $\delta$ est sa fonction de transition. 
592 %\end{itemize}
593 %\end{block}
594 %}
595
596
597
598 %\frame{
599 %\frametitle{Le chaos d'un programme}
600 %\begin{block}{Machines de Turing et systèmes itératifs}
601 %On définit $f$ par: 
602
603 %\begin{itemize}
604 %\item Si $\delta(q;w(i)) = (q'; a; \rightarrow)$, alors $f(w(0) \hdots w(k);i;q) = ( w(0) \hdots w(i-1) ~ a ~ w(i+1) \hdots w(k); i+1; q')$
605 %\item Si $\delta(q;w(i)) = (q'; a; \leftarrow)$, alors $f( w(0) \hdots w(k);i;q) = (w(0) \hdots w(i-1) ~ a ~ w(i+1) \hdots w(k); i-1; q')$
606 %\end{itemize} 
607
608 %La machine peut être écrite sous la forme $x^{n+1}=f(x^n)$
609 %\end{block}
610 %}
611
612
613
614
615
616
617
618 %\frame{
619 %  \frametitle{A quoi ça sert ?}
620 %  \begin{exampleblock}{Un programme chaotique, pour quoi faire ?}
621 %\begin{itemize}
622 %      \item Se placer dans de bonnes conditions lors de conception de nouveaux algorithmes 
623 %      \item Renforcer les attaques (virus chaotique) 
624 %      \item Simuler numériquement des processus chaotiques
625 %      \item Renforcer la sécurité     
626 %      \item Battre l'intelligence artificielle
627 %\end{itemize}
628 %  \end{exampleblock}
629 %  
630 %%  \uncover<3->{
631 %%  Tentons une première illustration
632 %%  }
633 %}
634
635
636
637
638
639 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
640 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
641 %\section{Applications aux PRNGs}
642 %\subsection*{PRNGs}
643 %\begin{frame}{Applications}
644 %% 'transition': Crossfade,
645 %  \begin{center}
646 %   \Huge{Applications}
647
648 %\medskip
649 %   \huge{Générateurs pseudo-aléatoires}
650 %  \end{center}
651 %\end{frame}
652 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
653 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
654
655
656 %\frame{
657 %  \frametitle{Chaos et aléas}
658 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
659 %      \begin{itemize}
660 %\item \textbf{Transitivités}
661 %    \begin{itemize}
662 %        \item \textbf{Random Excursions Variant Test.} To detect deviations from the expected number of visits to various states in the random walk.
663 %        \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.
664 %    \end{itemize}
665 %\item \textbf{Chaos selon Li-Yorke}
666 %    \begin{itemize}
667 %        \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.
668 %    \end{itemize}
669 %\end{itemize}
670 %\end{block}
671 %}    
672
673 %\frame{
674 %  \frametitle{Chaos et aléas}
675 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
676 %      \begin{itemize}
677 %    \item \textbf{Régularité}
678 %    \begin{itemize}
679 %        \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).
680 %        \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.
681 %    \end{itemize}
682 %    \item \textbf{Entropie}
683 %    \begin{itemize}
684 %\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).
685 %    \end{itemize}
686 %    \end{itemize}
687 %\end{block}
688 %}    
689
690 %\frame{
691 %  \frametitle{Chaos et aléas}
692 %    \begin{block}{Motivations: La batterie du NIST}
693 %      \begin{itemize}
694 %    \item \textbf{Non-linéarité, complexité}
695 %    \begin{itemize}
696 %\item \textbf{Binary Matrix Rank Test} To check for linear dependence among fixed length substrings of the original sequence.
697 %\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).
698 %      \end{itemize}
699 %\end{itemize}
700 %    \end{block}
701 %}
702
703
704 %\subsection*{Le Old CI PRNG}
705 %\frame{
706 %  \frametitle{Notre PRNG}
707 % \begin{alertblock}{Le PRNG $CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$}
708 % \begin{description}
709 %\item[\underline{Paramètres:}] Une fonction $f: \mathds{B}^\mathsf{N} \rightarrow  \mathds{B}^\mathsf{N}$, et deux PRNGs:\\
710 %\begin{itemize}
711 %\item $S\in\llbracket 1,\mathsf{N}\rrbracket^\mathds{N}$
712 %\item et $m\in S^\mathds{N}, S \subset \mathds{N}$
713 %\end{itemize}
714 %\item[\underline{Graine:}] Les graines de $S$ et $m$, et $E\in \mathds{B}^\mathsf{N}$\\
715 %\item[\underline{PRNG:}] $\left(G_f(E,S)^{m^i}\right)_{i\in\mathds{N}}$
716 %\end{description}
717 % \end{alertblock}
718
719 %% \uncover<2->{
720 %% \begin{exampleblock}{Exemple: $X^{n+1} = X^n \oplus Y^n$}
721 %%  où $Y \in \llbracket 0, 2^{\mathsf{N}}-1 \rrbracket^\mathds{N}$
722 %% \end{exampleblock}
723 %% }
724 %}
725
726
727
728 %%\frame{
729 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
730 %%  \begin{block}{}
731 %%\begin{figure}
732 %%\centering
733 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI1.png}
734 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
735 %%  \end{figure}
736 %%  \end{block}
737 %%}
738
739
740
741 %%\frame{
742 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
743 %%  \begin{block}{}
744 %%\begin{figure}
745 %%\centering
746 %%  \includegraphics[scale=0.41]{OldCI2.png}
747 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
748 %%  \end{figure}
749 %%  \end{block}
750 %%}
751
752
753 %%\frame{
754 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
755 %%  \begin{block}{}
756 %%\begin{figure}
757 %%\centering
758 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI3.png}
759 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
760 %%  \end{figure}
761 %%  \end{block}
762 %%}
763
764
765
766
767 %%\frame{
768 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
769 %%  \begin{block}{}
770 %%\begin{figure}
771 %%\centering
772 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI4.png}
773 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
774 %%  \end{figure}
775 %%  \end{block}
776 %%}
777
778
779
780 %%\frame{
781 %%  \frametitle{Old CI PRNG: Illustration}
782 %%  \begin{block}{}
783 %%\begin{figure}
784 %%\centering
785 %%  \includegraphics[scale=0.4]{OldCI5.png}
786 %%  \caption{Le Old CI PRNG}
787 %%  \end{figure}
788 %%  \end{block}
789 %%}
790
791
792
793
794 %%\frame{
795 %% \frametitle{Graphe de tous les possibles par IC}
796 %%  \begin{center}
797 %%   \includegraphics[scale=0.55]{14.Caracterisation_des_IC_chaotiques_selon_Devaney/grapheTPICver2.pdf}
798 %%  \end{center}
799 %%}
800
801
802
803
804
805 %\begin{frame}{Le Old $CI_{f_0}$(logistic,logistic)}
806 %\begin{block}{}
807 %\begin{tabular}{llllllllll}
808 %m (logistic map):&\uncover<1->{2}      &\uncover<3->{~}                &\uncover<4->{~}        &\uncover<5->{~1}&\uncover<8->{~4}&\uncover<9->{~}&\uncover<10->{~}&\uncover<11->{~}& \uncover<13->{...}\\
809 %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->{...}\\
810 %\end{tabular}
811 %\end{block}
812
813 %\begin{block}{\'Etat interne du système x:}
814 %\begin{equation}
815 %\label{Basic equations}
816 %\begin{array}{r@{\;}l}
817 %\ \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->{...}\\
818 %\ \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->{...}\\
819 %\ \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->{...}\\
820 %\ \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->{...}\\
821 %\end{array}
822 %\end{equation}
823 %\end{block}
824
825 %\begin{block}{}
826
827 %\alert{Sortie:} \uncover<4->{1 0 1 0 }\uncover<7->{1 1 1 0 }\uncover<13->{0 0 1 0 }\uncover<14->{...}
828
829 %\end{block}
830 %\end{frame}
831
832
833
834
835 %\begin{frame}{Choix de l'ensemble $\mathcal{M}$}
836 % \begin{figure}[!t]
837 % \centering
838 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{lesM.png}
839 % \DeclareGraphicsExtensions.
840 % \caption{Nombre d'itérations entre deux sorties}
841 % \label{Premiers tests élémentaires}
842 % \end{figure}
843 %\end{frame}
844
845
846
847
848 %\begin{frame}{Choix de l'ensemble $\mathcal{M}$}
849 % \begin{figure}[!t]
850 % \centering
851 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{leM.png}
852 % \DeclareGraphicsExtensions.
853 % \caption{Choix de $\mathcal{M}$}
854 % \end{figure}
855 %\end{frame}
856
857
858
859
860
861 %\frame{
862 %\frametitle{Résultats}
863 %\begin{alertblock}{Premiers résultats}
864 %\begin{enumerate}
865 %  \item Générateur chaotique dès que le GTPIC de $G_f$ est fortement connexe
866 %  \item Toutes les autres propriétés de chaos
867 %  \item Sortie uniforme si la matrice d'adjacence réduite du GTPIC est doublement stochastique
868 %  \item Les résultats aux tests statistiques sont meilleurs (DieHARD, NIST, TestU01)
869 %\end{enumerate}
870 %\end{alertblock}
871 %}
872
873
874
875
876 %\begin{frame}{Premiers tests comparatifs}
877 % \begin{figure}[!t]
878 % \centering
879 % \includegraphics[width=3.5in,height=2in]{1.pdf}
880 % \DeclareGraphicsExtensions.
881 % \caption{Premiers tests élémentaires}
882 % \label{Premiers tests élémentaires}
883 % \end{figure}
884 %\end{frame}
885
886
887 %\begin{frame}{NIST pour les PRNG en entrée}
888 % \begin{figure}[!t]
889 % \centering
890 % \includegraphics[scale=0.27]{NistSeul.png}
891 % \DeclareGraphicsExtensions.
892 % \caption{Le NIST pour 3 PRNG}
893 % \end{figure}
894 %\end{frame}
895
896
897
898 %\begin{frame}{NIST pour le Old CI}
899 % \begin{figure}[!t]
900 % \centering
901 % \includegraphics[scale=0.27]{NistAvec.png}
902 % \DeclareGraphicsExtensions.
903 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
904 % \end{figure}
905 %\end{frame}
906
907
908
909 %\begin{frame}{DieHard pour les PRNG en entrée}
910 % \begin{figure}[!t]
911 % \centering
912 % \includegraphics[scale=0.27]{DieHardSeul.png}
913 % \DeclareGraphicsExtensions.
914 % \caption{DieHard pour 3 PRNG}
915 % \end{figure}
916 %\end{frame}
917
918
919
920
921 %\begin{frame}{DieHard pour le Old CI}
922 % \begin{figure}[!t]
923 % \centering
924 % \includegraphics[scale=0.24]{DieHarda.png}
925 % \DeclareGraphicsExtensions.
926 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
927 % \end{figure}
928 %\end{frame}
929
930
931
932
933 %\begin{frame}{TestU01 pour les PRNG en entrée}
934 % \begin{figure}[!t]
935 % \centering
936 % \includegraphics[scale=0.3]{TestUSeul.png}
937 % \DeclareGraphicsExtensions.
938 % \caption{TestU01 pour 3 PRNG}
939 % \end{figure}
940 %\end{frame}
941
942
943
944
945
946
947
948
949 %\begin{frame}{TestU01 pour le Old CI}
950 % \begin{figure}[!t]
951 % \centering
952 % \includegraphics[scale=0.25]{TestUAvec.png}
953 % \DeclareGraphicsExtensions.
954 % \caption{Résultats du Old CI PRNG}
955 % \end{figure}
956 %\end{frame}
957
958
959
960 %\subsection*{Le New CI PRNG}
961 %\frame{
962 %  \frametitle{Variantes}
963 %    \begin{block}{Quelques variantes du CI PRNG}
964 %      \begin{itemize}
965 %        \item $New ~CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$: éviter de changer deux fois de suite un même bit entre deux outputs
966 %          \begin{itemize}
967 %            \item Ne plus compter le nombre d'itérées entre deux outputs
968 %            \item Mais le nombre de bits à changer
969 %          \end{itemize}
970 %        \item $Xor CI PRNG$: $S^{n+1}=S^n \oplus PRNG^n$
971 %        \item etc.
972 %      \end{itemize}
973 %    \end{block}
974 %}
975
976
977
978
979
980
981 %\begin{frame}{La suite $m$ du New CI}
982 %Supposons que $x_0 = (0, 0, 0)$. Alors $m_0 \in \llbracket 0, 3 \rrbracket$: on
983 %peut changer de 0 à 3 bits dans cet état pour produire $x_1$.
984 %\begin{itemize}
985 %  \item Si $m_0 = 0$, alors aucun bit ne changera entre la première et la
986 %  seconde sortie de notre générateur. Et donc $x_1 = (0, 0, 0)$.
987 %  \item Si $m_0 = 1$, alors exactement 1 bit changera, ce qui conduit à trois
988 %  valeurs possibles pour $x_1$, à savoir (1, 0, 0), (0, 1, 0) et (0, 0, 1).
989 %  \item etc.
990 %\end{itemize}
991 %\end{frame}
992
993
994
995 %\begin{frame}{La suite $m$ du New CI}
996 %\begin{equation}
997 %\label{Formula}
998 %m^n = f(y^n)=
999 %\left\{
1000 %\begin{array}{l}
1001 %0 \text{   si   }0                             \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<\frac{C^0_N}{2^N},\\
1002 %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},\\
1003 %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},\\
1004 %\vdots~~~~~                                    ~~\vdots~~~                 ~~~~\\
1005 %N \text{   si   }\sum_{i=0}^{N-1}\frac{C^i_N}{2^N}     \leqslant\frac{y^n}{2^{32}}<1.\\
1006 %\end{array}
1007 %\right.
1008 %\end{equation}
1009 %\end{frame}
1010
1011
1012
1013
1014
1015 %\begin{frame}{Stratégie chaotique}
1016 %Une suite de marquage controlera la suite du XORshift $b$ ainsi:
1017 %\begin{itemize}
1018 %\item si $d^{b^j} \neq 1$, alors $S^k=b^j$, $d^{b^j} = 1$ et $k = k+1$
1019 %\item si $d^{b^j}=1$, alors $b^j$ est écarté.
1020 %\end{itemize}
1021 %Par exemple, si $b = 142\underline{2}334
1022 %142\underline{1} \underline{1}\underline{2}\underline{2}34...$ et $m =
1023 %4241...$, alors $S=1423~34~1423~4...$
1024 %\end{frame}
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031 %%\subsection*{Chaotic iterations as pseudo-random generator}
1032 %% \begin{frame}{CI(XORshift, XORshift) algorithm}
1033 %% \begin{tiny}
1034 %% \begin{table}
1035 %% \centering
1036 %% \begin{tabular}{|l|}
1037 %% \hline
1038 %% ~\textbf{Input}: the internal state $x$ (an array of $\mathsf{N}$ bits)\\
1039 %% \hline
1040 %% ~\textbf{Output}: a state $r$ of $\mathsf{N}$ bits \\
1041 %% \hline
1042 %% ~\textbf{for} $i=0,\dots,N$ \textbf{do}\\
1043 %% ~~~~~~ $d_i\leftarrow{0}$;\\
1044 %% ~\textbf{end for}\\
1045 %% ~$a\leftarrow{XORshift1(~)}$;\\
1046 %% ~$m\leftarrow{f(a)}$\;\\
1047 %% ~$k\leftarrow{m}$\;\\
1048 %% ~\textbf{for} $i=0,\dots,k$ \textbf{do}\\
1049 %% ~~~~~~ $b\leftarrow{XORshift2() mod ~ N}$;\\
1050 %% ~~~~~~ $S\leftarrow{b}$;\\
1051 %% ~~~~~~~\textbf{if} $d_S=0$ \textbf{then}\\
1052 %% ~~~~~~~~~~~~ $x_S\leftarrow{ \overline{x_S}}$;\\
1053 %% ~~~~~~~~~~~~ $d_S\leftarrow{1}$;\\
1054 %% ~~~~~~~\textbf{end}\\
1055 %% ~~~~~~~\textbf{else if} $d_S=1$ \textbf{then}\\
1056 %% ~~~~~~~~~~~~ $k\leftarrow{k+1}$;\\
1057 %% ~~~~~~~\textbf{end}\\
1058 %% ~\textbf{end for}\\
1059 %% ~$r\leftarrow{x}$\;\\
1060 %% ~\textbf{return} $r$;\\
1061 %% \hline
1062 %% 
1063 %% \end{tabular}
1064 %% \caption{An arbitrary round of the proposed generator}
1065 %% \label{Chaotic iteration}
1066 %% \end{table}
1067 %% \end{tiny}
1068 %% 
1069 %% \end{frame}
1070 %% 
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087 %%\begin{frame}{Exemple du New CI}
1088 %%\begin{block}{}
1089 %%\begin{tabular}{llllll}
1090 %%m:&\uncover<2->{0~}   &\uncover<4->{4~~}                      &\uncover<6->{2 }       &\uncover<8->{2}&\uncover<10->{...}\\
1091 %%k:&\uncover<2->{0~}   &\uncover<4->{4~~~~~~+1~}               &\uncover<6->{2 }       &\uncover<8->{2~+1}&\uncover<10->{...}\\
1092 %%b:&\uncover<2->{~~}   &\uncover<4->{1~4~2~\underline{2}~3}    &\uncover<6->{3~4}      &\uncover<8->{1~\underline{1}~~~4}&\uncover<10->{...}\\
1093 %%S:&\uncover<2->{~~}   &\uncover<4->{1~4~2~~~~3}               &\uncover<6->{3~4}      &\uncover<8->{1~~~~~~4}&\uncover<10->{...}
1094 %%\end{tabular}
1095 %%\end{block}
1096 %% 
1097 %%\begin{block}{x:}
1098 %%\begin{equation}
1099 %%\label{Basic equations}
1100 %%% \left\{
1101 %%\begin{array}{r@{\;}l}
1102 %%\ \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->{...}\\
1103 %%\ \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->{...}\\
1104 %%\ \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->{...}\\
1105 %%\ \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->{...}
1106 %%\end{array}
1107 %%% \right.
1108 %%\end{equation}
1109 %%\end{block}
1110
1111 %%\begin{block}{}
1112
1113 %%\alert{Sortie:} 0 1 0 0 \uncover<3->{0 1 0 0 }\uncover<5->{1 0 1 1
1114 %%}\uncover<7->{1 0 0 0 }\uncover<9->{0 0 0 1 }\uncover<10->{...}
1115
1116 %%\end{block}
1117
1118 %%\end{frame}
1119
1120
1121
1122
1123
1124 %\begin{frame}{Nouvelle version de $CI_f(PRNG_1,PRNG_2)$}
1125 % \begin{figure}[!t]
1126 % \centering
1127 % \includegraphics[scale=0.25]{newCI.png}
1128 % \DeclareGraphicsExtensions.
1129 % \caption{Le NEW CI PRNG}
1130 % \end{figure}
1131 %\end{frame}
1132
1133
1134
1135 %\begin{frame}{NIST pour le New CI}
1136 % \begin{figure}[!t]
1137 % \centering
1138 % \includegraphics[scale=0.27]{NistNew.png}
1139 % \DeclareGraphicsExtensions.
1140 % \caption{Résultats du New CI PRNG (Nist)}
1141 % \end{figure}
1142 %\end{frame}
1143
1144
1145
1146
1147 %\begin{frame}{DieHard pour le New CI}
1148 % \begin{figure}[!t]
1149 % \centering
1150 % \includegraphics[scale=0.24]{DieHardNew.png}
1151 % \DeclareGraphicsExtensions.
1152 % \caption{Résultats du New CI PRNG (DieHard)}
1153 % \end{figure}
1154 %\end{frame}
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162 %\begin{frame}{TestU01 pour le New CI}
1163 % \begin{figure}[!t]
1164 % \centering
1165 % \includegraphics[scale=0.37]{TestUNew.png}
1166 % \DeclareGraphicsExtensions.
1167 % \caption{Résultats du New CI PRNG (TestU01)}
1168 % \end{figure}
1169 %\end{frame}
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177 %%\begin{frame}{Premiers tests comparatifs}
1178 %%\begin{tiny}
1179 %%\begin{table}[!t]
1180 %%\renewcommand{\arraystretch}{1.3}
1181 %%\caption{Comparaison avec $2 \times 10^5$ bits}
1182 %%\label{Comparison2}
1183 %%\centering
1184 %%  \begin{tabular}{ccccccc}
1185 %%    \hline
1186 %%Method & Monobit & Serial & Poker & Runs & Autocorrelation & Time  \\ \hline
1187 %%Logistic map &0.1280&0.1302&240.2893&26.5667&0.0373&0.965s \\
1188 %%XORshift &1.7053&2.1466&248.9318&18.0087&-0.5009&0.096s \\
1189 %%Old CI(Logistic, Logistic) &1.0765&1.0796&258.1069&20.9272&-1.6994&0.389s \\
1190 %%New CI(XORshift,XORshift) &0.3328&0.7441&262.8173&16.7877&-0.0805&0.197s\\
1191 %%    \hline
1192 %%  \end{tabular}
1193 %%\end{table}
1194 %%\end{tiny}
1195 %%\end{frame}
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204 %%\frame{
1205 %%  \frametitle{Résultats au TestU01}
1206 %%  \begin{center}
1207 %%  \begin{tabular}{|c|c|}
1208 %%  \hline
1209 %%  PRNG & Échecs (sur 516 tests) \\
1210 %%  \hline
1211 %%  Suite logistique & 261 \\
1212 %%  XORshift & 146 \\
1213 %%  ISAAC & 0 \\
1214 %%  \hline
1215 %%  Old CI(Logistic,Logistic) & 138 \\
1216 %%  Old CI(XORshift,XORshift) & 9 \\
1217 %%  Old CI(ISAAC,XORshift) & 0 \\
1218 %%  Old CI(ISAAC,ISAAC) & 0 \\
1219 %%  \hline
1220 %%  New CI(Logistic,Logistic) & 0 \\
1221 %%  New CI(ISAAC,XORshift) & 0 \\
1222 %%  New CI(ISAAC,ISAAC) & 0 \\
1223 %%  \hline
1224 %%  \end{tabular}
1225 %%  \end{center}
1226 %%%  \begin{figure}
1227 %%%  \centering
1228 %%%  \includegraphics[scale=0.35]{testU010.png}
1229 %%%  \caption{Score de quelques PRNGs au TestU01}
1230 %%%  \end{figure}
1231 %%}
1232
1233
1234
1235 %%\frame{
1236 %%  \frametitle{Résultats}
1237 %%  \begin{figure}
1238 %%  \centering
1239 %%  \includegraphics[scale=0.35]{testU011.png}
1240 %%  \caption{Améliorations via le $Old CI(PRNG_1,PRNG_2)$}
1241 %%  \end{figure}
1242 %%}
1243
1244
1245
1246 %%\frame{
1247 %%  \frametitle{Résultats}
1248 %%  \begin{figure}
1249 %%  \centering
1250 %%  \includegraphics[scale=0.35]{testU012.png}
1251 %%  \caption{Améliorations via le $New CI(PRNG_1,PRNG_2)$}
1252 %%  \end{figure}
1253 %%}
1254
1255
1256
1257 %\frame{
1258 %  \frametitle{Résultats}
1259 %  \begin{figure}
1260 %  \centering
1261 %  \includegraphics[scale=0.27]{prngs.png}
1262 %  \caption{Autres résultats}
1263 %  \end{figure}
1264 %  }
1265
1266
1267
1268 %\frame{
1269 %  \frametitle{Résultats}
1270 %  \begin{figure}
1271 %  \centering
1272 %  \includegraphics[scale=0.27]{vitesse.png}
1273 %  \caption{Perte de vitesse}
1274 %  \end{figure}
1275 %  }
1276
1277
1278 %%\frame{
1279 %%  \frametitle{A quel prix ?}
1280 %%  \begin{figure}
1281 %%  \centering
1282 %%  \includegraphics[scale=0.35]{rapide.png}
1283 %%  \caption{Dégradation de la vitesse}
1284 %%  \end{figure}
1285 %%}
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292 %\subsection*{Une famille pour le Old CI}
1293
1294
1295
1296 %\frame{
1297 %  \frametitle{Définition d'une famille de Old CI}
1298 %\begin{block}{La matrice associée à $f$}
1299 %Matrice de taille $N\times 2^N$ dont l'élément $(p,q)$ est 
1300 %l'entier ayant la décompistion binaire:
1301 %$$q_N, \hdots, q_{N-p}, f(q)_{N-p+1}, q_{N-p+2}, \hdots, q_1$$
1302 %avec $q_i$: $i-$ième chiffre en base 2 de $q$.
1303 %\end{block}
1304 %  
1305
1306 %\begin{block}{Vecteur des images}
1307 %Le vecteur des images de $f$ est:
1308 %$$\mathcal{F}(f)=(f(0), f(1), \hdots, f(2^N-1)) \in \llbracket 0, 2^N-1 \rrbracket^{2^N}$$
1309 %\end{block}
1310 %}
1311
1312
1313
1314
1315 %\frame{
1316 %  \frametitle{Exemple de matrice associée}
1317 %  \begin{figure}
1318 %  \centering
1319 %  \includegraphics[scale=0.27]{mappingMatrix.png}
1320 %  \caption{Matrice associée et vecteur des images pour $f_0$}
1321 %  \end{figure}
1322 %  
1323 %}
1324
1325
1326
1327 %\frame{
1328 %  \frametitle{Une règle pour le Old CI PRNG}
1329 %  \begin{itemize}
1330 %    \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
1331 %    \item Si on veut changer $\mathcal{F}(f)_j$ en $C$, alors il faut aussi que $\mathcal{F}(f)_{2^N-C}=2^N-j$
1332 %  \end{itemize}
1333 %  
1334 %}
1335
1336
1337
1338
1339 %\frame{
1340 %  \frametitle{Exemple de fonctions pour le Old CI}
1341 %  \begin{figure}
1342 %  \centering
1343 %  \includegraphics[scale=0.27]{mappingF0.png}
1344 %  \caption{Création de nouvelles fonctions équilibrées}
1345 %  \end{figure}
1346 %  }
1347
1348
1349 %\frame{
1350 %  \frametitle{Un théorème pour l'équilibrage}
1351 %\begin{alertblock}{Théorème}
1352 %Soit $f: \mathds{B}^{n} \rightarrow \mathds{B}^{n}$, $\Gamma(f)$ son graphe d'itération, 
1353 %$\check{M}$ sa matrice d'adjacence.
1354
1355 %Si $\Gamma(f)$ est fortement connexe, alors la sortie produite par le Old CI PRNG
1356 %suit une loi qui tend vers l'uniforme répartition si et seulement si $M$ est 
1357 %doublement stochastique.
1358 %\end{alertblock}
1359 %}
1360
1361
1362
1363
1364 %\frame{
1365 %  \frametitle{D'autres Old CI chaotiques}
1366 %  \begin{block}{Pour obtenir d'autres Old CI chaotiques}
1367 %  \begin{enumerate}
1368 %    \item Partir du graphe de tous les possibles de $f_0$
1369 %    \item Tant que le taux ne suppression n'est pas atteint:
1370 %    \begin{itemize}
1371 %      \item tirer une arête au sort
1372 %      \item la supprimer si le graphe reste fortement connexe (algorithme de Tarjan)
1373 %    \end{itemize}
1374 %  \end{enumerate}
1375 %  (Problème avec les graphes isomorphes)
1376 %  \end{block}
1377 %}
1378
1379
1380 %\frame{
1381 %  \frametitle{Exemple de fonctions pour le Old CI}
1382 %  \begin{figure}
1383 %  \centering
1384 %  \includegraphics[scale=0.27]{SCC.png}
1385 %  \caption{Création de nouvelles fonctions au générateur chaotique}
1386 %  \end{figure}
1387 %  
1388 %}
1389
1390
1391
1392 %\frame{
1393 %  \frametitle{Condition suffisante de chaoticité}
1394 %\begin{alertblock}{Théorème}
1395 %Soit $f$ une fonction de $\mathds{B}^n$ dans lui-même telle que:
1396 %\begin{enumerate}
1397 %\item 
1398 %Le graphe de connexion $G(f)$ n'a pas de cycle de longueur au moins 2;
1399 %\item 
1400 %Chaque arête de $G(f)$ ayant une boucle positive a aussi une boucle négative;
1401 %\item
1402 %Chaque arête de $G(f)$ est joignable à partir d'un noeud ayant une boucle négative.
1403 %\end{enumerate}
1404 %Alors $\Gamma(f)$ est fortement connexe. 
1405 %\end{alertblock}
1406 %}
1407
1408
1409
1410 %%\begin{theorem}
1411 %%  Let $f: \mathds{B}^{n} \rightarrow \mathds{B}^{n}$, $\Gamma(f)$ its
1412 %%  iteration graph, $\check{M}$ its adjacency
1413 %%  matrix and $M$ a $n\times n$ matrix defined as in the previous lemma.
1414 %%  If $\Gamma(f)$ is SCC then 
1415 %%  the output of the PRNG detailed in Algorithm~\ref{CI Algorithm} follows 
1416 %%  a law that tends to the uniform distribution 
1417 %%  if and only if $M$ is a double stochastic matrix.
1418 %%\end{theorem} 
1419
1420
1421 %\subsection*{PRNG cryptographiquement sûr}
1422 %    
1423
1424 %\frame{
1425 %\frametitle{Les PRNG cryptographiquement sûrs}
1426 %\begin{block}{Définition: Générateur $G$ \emph{cryptographiquement sûr}}
1427 %%Pour tout 
1428 %%algorithme probabiliste polynomial en temps $\mathcal{D}$, pour tout
1429 %%polynome $\mathfrak{p}>0$, et pour tout $n$ suffisamment large,
1430 %$$\left| \mathrm{Pr}[\mathcal{D}(\mathcal{G}(\mathfrak{U}_n))=1]-Pr[\mathcal{D}(\mathfrak{U}_{\ell_\mathcal{G}(n)})=1]\right|< \frac{1}{\mathfrak{p}(n)},$$
1431 %%où $\mathfrak{U}_r$ est la loi de probabilité uniforme sur $\{0,1\}^r$ et les
1432 %%probabilités sont prises sur $\mathfrak{U}_n$, $\mathfrak{U}_{\ell_G(n)}$ de la même manière
1433 %%que pour le lancer d'une pièce de monnaie dans $\mathcal{D}$. 
1434 %\end{block}
1435 %}
1436
1437
1438
1439 %\subsection*{Version GPU}
1440
1441 %\frame{
1442 %\frametitle{Derniers Résultats}
1443 %\begin{alertblock}{Nos derniers résultats}
1444 %\begin{enumerate}
1445 %  \item Si le premier PRNG en entrée est polynomialement indistinguable d'une suite aléatoire, alors notre PRNG l'est aussi
1446 %  \item Implantation sur GPU $\Rightarrow$ 20 milliards de nombres (32 bits) par seconde sur un PC
1447 %  \item Utilisation de BBS $\Rightarrow$ 1 milliards de nombres sûrs par seconde
1448 %  \item Version chaotique du cryptosystème asymétrique probabiliste de Blum-Goldwasser
1449 %  \item Mixage avec dispositif optique (Larger, OPTO)
1450 %\end{enumerate}
1451 %\end{alertblock}
1452 %}
1453
1454
1455
1456
1457
1458 %%\frame{
1459 %%  \frametitle{Notre générateur GPU}
1460 %%  \begin{figure}
1461 %%  \centering
1462 %%  \includegraphics[scale=0.3]{gpu.png}
1463 %%%  \caption{Version GPU de notre générateur}
1464 %%  \end{figure}
1465 %%}
1466
1467
1468
1469
1470 %%\frame{
1471 %%  \frametitle{Notre générateur GPU}
1472 %%  \begin{figure}
1473 %%  \centering
1474 %%  \includegraphics[scale=0.25]{bbs.png}
1475 %% % \caption{Version GPU de notre générateur, avec bbs}
1476 %%  \end{figure}
1477 %%}
1478
1479
1480
1481 %\frame{
1482 %  \frametitle{Notre générateur GPU}
1483 %  \begin{tabular}{cc}
1484 %  \includegraphics[scale=0.3]{gpu.png} & \includegraphics[scale=0.275]{bbs.png}
1485 %  \end{tabular}
1486 %}
1487
1488 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1489 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1490 %\section{Nouvelles pistes}
1491 %%\subsection*{PRNGs}
1492 %\begin{frame}{}
1493 %% 'transition': Crossfade,
1494 %  \begin{center}
1495 %   \Huge{Nouvelles pistes}
1496
1497 %\medskip
1498 %   %\huge{soulevés par l'approche}
1499 %  \end{center}
1500 %\end{frame}
1501 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1502 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510 %\frame{
1511 % \frametitle{Le générateur optique}
1512 % \begin{block}{Côté OPTO}
1513 %  \begin{figure}
1514 %  \centering
1515 %  \includegraphics[scale=0.5]{setup_opto_RNG.eps}
1516 %   \caption{Générateur optique (laser chaotique)}
1517 %  \end{figure}
1518 %  \end{block}
1519 %}
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531 %\frame{
1532 % \frametitle{Le générateur mixé}
1533 % \begin{block}{Côté DISC}
1534 %  \begin{figure}
1535 %  \centering
1536 %  \includegraphics[scale=0.5]{improve.eps}
1537 %   \caption{Mixage analogique-numérique}
1538 %  \end{figure}
1539 %  \end{block}
1540 %}
1541
1542
1543
1544
1545
1546 %\frame{
1547 % \frametitle{Le générateur mixé}
1548 % \begin{block}{Améliorations (NIST)}
1549 %  \begin{figure}
1550 %  \centering
1551 %  \includegraphics[scale=0.35]{NistLaurent.png}
1552 %   \caption{Résultat au NIST}
1553 %  \end{figure}
1554 %  \end{block}
1555 %}
1556
1557
1558
1559
1560
1561 %\frame{
1562 % \frametitle{Le générateur mixé}
1563 % \begin{block}{Améliorations (DieHARD)}
1564 %  \begin{figure}
1565 %  \centering
1566 %  \includegraphics[scale=0.25]{DieHardLaurent.png}
1567 %   \caption{Résultat au DieHARD}
1568 %  \end{figure}
1569 %  \end{block}
1570 %}
1571
1572
1573
1574 %\frame{
1575 % \frametitle{Le générateur mixé}
1576 % \begin{block}{Côté DISC}
1577 %  \begin{figure}
1578 %  \centering
1579 %  \includegraphics[scale=0.35]{method.eps}
1580 %   \caption{Premier PRNG mixé réalisé}
1581
1582 %  \end{figure}
1583 %  \end{block}
1584 %}
1585
1586
1587 %\frame{
1588 % \frametitle{Premiers résultats}
1589 %  \begin{tabular}{|l||c|c|c|c|c|}
1590 %    \hline
1591 %\textbf{Tests} {\textbf{$n$}}&1 &10&20&30&40 \\ \hline\hline
1592 %NIST suite & 0/15 &14/15 & 15/15 & 15/15 & 15/15\\ \hline
1593 %DieHARD suite &1/18 &11/18 & 14/18 &18/18&18/18\\ \hline
1594 %  \end{tabular}
1595 %}
1596
1597
1598 %\frame{
1599 % \frametitle{Le générateur mixé}
1600 % \begin{block}{Côté DISC}
1601 %  \begin{figure}
1602 %  \centering
1603 %  \includegraphics[scale=0.25]{paralel.png}
1604 %   \caption{Deuxième PRNG mixé réalisé}
1605 %  \end{figure}
1606 %  \end{block}
1607 %}
1608
1609
1610 %\frame{
1611 %  \frametitle{Une piste ?}
1612 %  $$X^{mn+1} = X^{mn} \oplus O^{mn} \oplus C^m$$
1613 %}
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623 %\begin{frame}{}
1624 % \begin{center}
1625 % \huge{Merci pour votre attention}
1626 % \end{center}
1627 %\end{frame}
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636 %%\frame{
1637 %%% 'transition': Crossfade,
1638 %% \frametitle{Une menace en guise d'illustration}
1639 %% \begin{block}{Les attaques par canal auxiliaire}
1640 %% \begin{enumerate}
1641 %%\item Certains processeurs peuvent laisser fuire de l'information. \newline $\Rightarrow$ En 2006 [Acimez07], 508 bits d'une clé d'authentification sur 512.  
1642 %%\item Variation de tension appliquée au processeur [Pellegrini10]\newline $\Rightarrow$ \'Emission d'une signature (RSA 1024) corrompue. 
1643 %%\item Mesure du temps de déchiffrement [Kocher95] \newline $\Rightarrow$ Obtention de la clé de déchiffrement.
1644 %%\item Optimisations appliquées au théorème des restes chinois [Brumley03] \newline $\Rightarrow$ Factorisation RSA trouvée.
1645 %%\end{enumerate}
1646 %%\end{block}
1647 %%}
1648
1649
1650
1651
1652 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1653
1654
1655
1656 %%\frame{
1657 %%% 'transition': Crossfade,
1658 %%  \frametitle{Une menace en guise d'illustration}
1659 %%  \begin{block}{Les attaques par canal auxiliaire}
1660 %%  \begin{itemize}
1661 %%    \item Failles matérielles ou logicielles
1662 %%    \item Une partie du secret
1663 %%    \item Algorithmes prouvés sûrs
1664 %%  \end{itemize}
1665 %%  \end{block}
1666 %%  
1667 %%  \vspace{0.25cm}
1668 %%  \uncover<2->{
1669 %%  \begin{exampleblock}{Tentatives de solution}
1670 %%  \begin{itemize}
1671 %%    \item Ne plus répondre au cas par cas
1672 %%    \item Une sécurité complémentaire ?
1673 %%    \item Pourquoi ne pas utiliser des programmes imprédictibles ?
1674 %%  \end{itemize}
1675 %%  \end{exampleblock}
1676 %%}
1677 %%}
1678
1679
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686 %%\frame{
1687 %% \frametitle{Nos contributions}
1688 %%\begin{block}{Nos contributions}
1689 %%\begin{itemize}
1690 %%\item Construire des machines, des programmes imprévisibles
1691 %%\item Etudier des algorithmes existants sous d'autres aspects (comparaison, autres menaces ?)
1692 %%\item Rajouter des propriétés (topologiques) à des outils préexistants, \emph{sans perte de sécurité}
1693 %% \end{itemize}
1694 %%\end{block}
1695 %%}
1696
1697
1698
1699
1700
1701
1702
1703
1704 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1705 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1706 %\section*{Problèmes}
1707 %\begin{frame}{}
1708 %% 'transition': Crossfade,
1709 %  \begin{center}
1710 %   \Huge{Problèmes}
1711
1712 %\medskip
1713 %   \huge{soulevés par l'approche}
1714 %  \end{center}
1715 %\end{frame}
1716 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1717 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
1718
1719
1720
1721
1722
1723
1724
1725 %% %%%%%%%%%%%%% 16. De la relativité du chaos %%%%%%%%%%%%%%%
1726 %\subsection*{Tout est relatif (est-ce encore vrai ?)}
1727
1728 %% \frame{
1729 %%   \frametitle{Problème soulevé par l'approche}
1730 %%   \begin{block}{Quels problèmes pose cette approche ?}
1731 %%   \begin{itemize}
1732 %%   \item Rôle prépondérant de la topologie
1733 %%   \item De sa finesse dépendent les propriétés de désordre
1734 %%   \item Comment bien la choisir ?
1735 %%   \end{itemize}
1736 %%   $\Rightarrow$ Se ramener à la topologie de l'ordre sur $\mathds{R}$
1737 %%   \end{block}
1738 %% }
1739
1740
1741 %\frame{
1742 % \frametitle{De l'importance de la topologie}
1743 %%\begin{block}{Les questions qui se posent}
1744 %%\begin{enumerate}
1745 %%\item Si un système $(\mathcal{X},f)$ est chaotique, et pour quelle topologie.
1746 %%\item Si un système $(\mathcal{X},f)$ est plus chaotique qu'un système $(\mathcal{Y},g)$.
1747 %%\end{enumerate}
1748 %%\end{block}
1749
1750 %%\vspace{0.5cm}
1751 %%\uncover<2>{
1752 %\begin{exampleblock}{Problèmes soulevés}
1753 %\begin{enumerate}
1754 %\item Le désordre dépend de la topologie (?)
1755 %\item Comparaison de deux systèmes:
1756 %\begin{itemize}
1757 %\item Les ensembles $\mathcal{X}$ et $\mathcal{Y}$ ne sont pas forcément les mêmes.
1758 %\item Les topologies ne sont pas forcément les mêmes.
1759 %\item Sont-elles comparables ? Et quelles conséquences ?
1760 %\end{itemize}
1761 %\end{enumerate}
1762 %\end{exampleblock}
1763 %%}
1764 %}
1765
1766
1767
1768 %\frame{
1769 % \frametitle{Mon désordre n'est pas le tien}
1770 %   \begin{exampleblock}{Théorème: Impact de la finesse de la topologie}
1771 %   Soient $\tau, \tau'$ deux topologies sur $\mathcal{X}$ telles que $\tau \subset \tau'$.
1772
1773 %Si $(\mathcal{X}_{\tau'},f)$ satisfait Devaney, alors $(\mathcal{X}_\tau,f)$ aussi.
1774 %   \end{exampleblock}
1775 %}
1776
1777 %\frame{
1778 % \frametitle{Mon désordre n'est pas le tien}    
1779 %   \begin{exampleblock}{Un système peut toujours être chaotique}
1780 %   Soit $\mathcal{X}$ un ensemble non vide, et $f: \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ une application possédant au moins un point fixe.
1781 %Alors $f$ est $\tau_0-$chaotique, où $\tau_0$ est la topologie grossière sur $\mathcal{X}$.
1782 %   \end{exampleblock}
1783 %   
1784 %   \vspace{0.5cm}
1785 %   
1786 %     \begin{exampleblock}{Un système peut toujours ne jamais être chaotique}
1787 %Soit $\mathcal{X}$ un ensemble, et $f: \mathcal{X} \to \mathcal{X}$ une application.
1788 %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.
1789 %   \end{exampleblock}
1790 %}
1791
1792
1793
1794
1795
1796 %\frame{
1797 % \frametitle{Réflexions autour d'un désordre absolu}
1798 %  \begin{block}{Reformulation des problèmes}
1799 %    \begin{itemize}
1800 %      \item $(\mathcal{X},f)$ peut ou non être chaotique, suivant la richesse de la topologie.
1801 %      \item L'ensemble des topologies sur $\mathcal{X}$, muni de la relation « être plus fine que » est un espace réticulé.
1802 %    \end{itemize}
1803 %  \end{block}
1804 %  
1805 %  \vspace{0.4cm}
1806 %  
1807 % \begin{block}{Quelques pistes}
1808 %   \begin{enumerate}
1809 %     \item La plus fine topologie rendant une fonction imprédictible
1810 %     \item \^Etre imprédictible, c'est l'être pour la topologie de l'ordre.
1811 %       \begin{itemize}
1812 %         \item Approche légitime (mais, pour quel ordre ?)
1813 %         \item Peut conduire à se ramener à $\mathds{R}$
1814 %       \end{itemize}
1815 %   \end{enumerate}
1816 % \end{block}
1817 %}
1818
1819
1820 %%%%%%%%%%%%%%% 17. Une semi-conjugaison topologique %%%%%%%%
1821 %%%%%%%%%% ou comment passer de X à un intervalle réel %%%%%%
1822 %\subsection*{Une semi-conjugaison topologique}
1823
1824
1825
1826 %\frame{
1827 %  \frametitle{Une semi-conjugaison topologique}
1828 %  
1829 %  
1830 %\begin{exampleblock}{Une semi-conjugaison topologique}
1831 %IC $G_{f_0}$ sur $\mathcal{X}$ = IC $g$ sur $\mathds{R}$:
1832 %\begin{equation*}
1833 %\begin{CD}
1834 %\left(~\mathcal{S}_{10} \times\mathds{B}^{10}, d~\right) @>G_{f_0}>> \left(~\mathcal{S}_{10} \times\mathds{B}^{10}, d~\right)\\
1835 %    @V{\varphi}VV                    @VV{\varphi}V\\
1836 %\left( ~\big[ 0, 2^{10} \big[, D~\right)  @>>g> \left(~\big[ 0, 2^{10} \big[, D~\right)
1837 %\end{CD}
1838 %\end{equation*}
1839 %\begin{enumerate}
1840 %\item Prendre la première décimale $d$ de $x \in \big[ 0, 2^{10} \big[$
1841 %\item Nier le bit numéro $d$ de $E(x)$
1842 %\item Supprimer $d$
1843 %\end{enumerate}
1844 %\end{exampleblock}
1845 %}
1846
1847
1848
1849
1850 %\frame{
1851 %  \frametitle{Comparaison des distances}
1852
1853 %\begin{exampleblock}{Comparaison de distances}
1854 %$D$ est plus fine que la distance euclidienne.
1855 %\end{exampleblock}
1856
1857 %\begin{figure}[t]
1858 %\begin{center}
1859 %  \subfigure[Application $x \to dist(x;1,234)$.]{\includegraphics[scale=.25]{17.Semi_conjugaison_topologique/distances/DvsEuclidien.pdf}}\quad
1860 %  \subfigure[Application $x \to dist(x;3) $.]{\includegraphics[scale=.25]{17.Semi_conjugaison_topologique/distances/DvsEuclidien2.pdf}}
1861 %\end{center}
1862 %\caption{Comparaison des distances $D$ et euclidienne.}
1863 %\label{fig:comparaison de distances}
1864 %\end{figure}
1865 %}
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1874 %\frame{
1875 % \frametitle{\'Etude des ICs sur $\mathds{R}$}
1876 % \begin{exampleblock}{Analyse des itérations chaotiques réelles}
1877 %Les itérations chaotiques $g$ définies sur $\mathds{R}$ sont:
1878 %\begin{itemize}
1879 %\item Infiniment dérivables sur $\big[ 0, 2^{10} \big[$, sauf aux 10241 points de l'ensemble $I$ défini par $\left\{ \dfrac{n}{10} ~\big/~ n \in \llbracket 0;2^{10}\times 10\rrbracket \right\}$.
1880 %\item Affine, de pente 10, sur chaque sous-intervalle.
1881 %\end{itemize}
1882 %\end{exampleblock}
1883 %}
1884
1885
1886
1887 %%\frame{
1888 %%  \frametitle{Exemples de fonctions chaotiques}
1889 %%\begin{figure}[t]
1890 %%\begin{center}
1891 %%  \subfigure[Doublement de l'angle.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/doublement.pdf}}\quad
1892 %%  \subfigure[Fonction logistique.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/logistique.pdf}}\quad
1893 %%  \subfigure[Fonction tente.]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/tente.pdf}}
1894 %%\end{center}
1895 %%\caption{Exemples de fonctions chaotiques.}
1896 %%\end{figure}
1897 %%}
1898
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1903 %\frame{
1904 %  \frametitle{Les itérations chaotiques $G_{f_0}$ sur $\mathds{R}$}
1905 %\begin{figure}[t]
1906 %\begin{center}
1907 %%  \subfigure[Sur (0,9 ; 1).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs09a1.pdf}}\quad
1908 %  \subfigure[Sur (0,7 ; 1).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs07a95.pdf}}\quad
1909 %  \subfigure[Sur (0 ; 1).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs0a1.pdf}}\quad
1910 %    \subfigure[Sur (510 ; 514).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs510a514.pdf}}\quad
1911 %  \subfigure[Sur (1000 ; 1008).]{\includegraphics[scale=.19]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs1000a1008.pdf}}
1912 %\end{center}
1913 %\caption{Les itérations chaotiques.}
1914 %\end{figure}
1915 %}
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1919
1920 %\frame{
1921 %  \frametitle{Les itérations chaotiques sur $\mathds{R}$}
1922 %\begin{figure}[t]
1923 %\begin{center}
1924 %  \subfigure[Sur (510 ; 514).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs510a514.pdf}}\quad
1925 %  \subfigure[Sur (1000 ; 1008).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs1000a1008.pdf}}\quad
1926 %  \subfigure[Sur (40 ; 70).]{\includegraphics[scale=.16]{17.Semi_conjugaison_topologique/fonctions/ICs40a70.pdf}}
1927 %\end{center}
1928 %\caption{Les itérations chaotiques.}
1929 %\end{figure}
1930 %}
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1933
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1936
1937 % \frame{
1938 %   \frametitle{Chaos des IC $G_{f_0}$ sur $\mathds{R}$}
1939 %   \begin{exampleblock}{Chaos de Devaney sur $\mathds{R}$}
1940 % Les IC sur $\mathds{R}$ sont chaotiques selon Devaney, quand $\mathds{R}$ a sa topologie usuelle.
1941 % \end{exampleblock}
1942
1943 % \vspace{0.5cm}
1944
1945 %   \begin{exampleblock}{Exposant de Lyapunov}
1946 % %$\forall x^0 \in \mathcal{L}$, l'exposant de Lyapunov des itérations chaotiques ayant $x^0$ pour condition initiale vaut 
1947 % $$\forall x^0 \in \mathcal{L}, \lambda(x^0) = \displaystyle{\lim_{n \to +\infty} \dfrac{1}{n} \sum_{i=1}^n \ln \left| ~g'\left(x^{i-1}\right)\right|} = \ln (10).$$
1948 % \end{exampleblock}
1949 % }
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1962 %\frame{
1963 %  \frametitle{Systèmes itératifs et suites récurrentes}  
1964 %  \begin{alertblock}{Les systèmes itératifs sont des suites récurrentes}
1965 %  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
1966 %    $$\left\{
1967 %  \begin{array}{l}
1968 %    X^0 = (x^0,0,0, \hdots) \in \mathcal{X}^\mathds{N}\\
1969 %    X^{n+1} = F(X^n)
1970 %  \end{array}
1971 %  \right.$$
1972 %  tend vers la suite $(x^0,x^1,x^2,\hdots)$.
1973 %  \end{alertblock}
1974 %  \uncover<2->{
1975 %  Etudions un cas particulier : les « Itérations chaotiques »}
1976 %}
1977
1978 \section{Conclusion}
1979
1980
1981 \bibliographystyle{plain}
1982 \bibliography{mabase}
1983
1984 \end{document}