]> AND Private Git Repository - these_qian.git/blob - Securityanalysis.tex
Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Private GIT Repository
add some sections to chapter 1.
[these_qian.git] / Securityanalysis.tex
1 \chapter{Performance Evaluation}
2 \label{Performance Evaluation}
3 \minitoc
4
5 Although non-uniform distributed random numbers may be needed in some applications,
6 for example the user request generator with non-uniform distributed arrival rate in a queuing
7 system, it is still a majority to have a random sequence with uniform distribution over certain
8 domain S (this kind of random number generator is called uniform random number generator). 
9 In order to test the uniformity of a sequence, several methods can be applied.
10
11 \section{Balance of Probability}
12
13
14 If a bit sequence is concerned, the uniformity can be justified by comparing the
15 number of 0's and 1's appeared. That can be accounted with the balance of probability [19],
16 which defined as$\frac{p-q}{n}$, where $p$ and $q$ are the occurrence frequencies of ``1`` and ``0``,
17 respectively and $n$ is the number of bits. Figure~\ref{Balance of Probability for old CI} and Figure~\ref{Balance of Probability for new CI} show the balance of probability for a bit
18 sequence generated by chaotic iterations, showing that the chances to have ``0`` and ``1`` are more or less
19 the same.
20 \begin{figure}
21 \centering
22 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_oldci_ll.eps}
23 } \hspace{0.5cm}
24 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_oldci_xx.eps}
25 } \hspace{0.5cm}
26 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_oldci_xi.eps}
27 } \hspace{0.5cm}
28 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_oldci_ii.eps}
29 } \hspace{0.5cm}
30 \caption{Balance of Probability for old CI}
31 \label{Balance of Probability for old CI}
32 \end{figure}
33
34 \begin{figure}
35 \centering
36 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_newci_xx.eps}
37 } \hspace{0.5cm}
38 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_newci_xi.eps}
39 } \hspace{0.5cm}
40 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/balance_newci_ii.eps}
41 } \hspace{0.5cm}
42 \caption{Balance of Probability for new CI}
43 \label{Balance of Probability for new CI}
44 \end{figure}
45
46 \section{Sensitivity}
47
48 As a consequence of its chaotic property, this PRNG is highly sensitive to the initial conditions. To illustrate this property, several initial values are put into the chaotic system. Let $H$ be the number 
49 of differences between the sequences obtained in this way. Suppose $n$ is the length of these 
50 sequences. Then the variance ratio $P$, defined by $P = H / n$, is computed. The results are 
51 shown in Figure~\ref{Sensitivity for old CI} and Figure~\ref{Sensitivity for new CI} ($x$ axis is sequence lengths, $y$ axis is variance ratio $P$). For the two PRNGs, variance 
52 ratios approach $0.50$, which indicate that the systems are extremely sensitive to the initial 
53 conditions.
54 \begin{figure}
55 \centering
56 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_oldci_ll.eps}
57 } \hspace{0.5cm}
58 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_oldci_xx.eps}
59 } \hspace{0.5cm}
60 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_oldci_xi.eps}
61 } \hspace{0.5cm}
62 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_oldci_ii.eps}
63 } \hspace{0.5cm}
64 \caption{Sensitivity for old CI}
65 \label{Sensitivity for old CI}
66 \end{figure}
67
68 \begin{figure}
69 \centering
70 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_newci_xx.eps}
71 } \hspace{0.5cm}
72 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_newci_xi.eps}
73 } \hspace{0.5cm}
74 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/Sensitivity_newci_ii.eps}
75 } \hspace{0.5cm}
76 \caption{Sensitivity for new CI}
77 \label{Sensitivity for new CI}
78 \end{figure}
79
80
81 \section{Pattern}
82 If a sequence consists of periodic features or repetitive patterns, it is not random [58]. These data patterns existed in the sequence can be revealed by the use of recurrence plot [59], which can be constructed as follows.
83
84 Considering a sequence ${x_0,x_1\ldots x_n}$, a vector $y_i$ of dimension $m\geqslant2$ and delay $d\geqslant1$ can be constructed by:
85 \begin{equation}
86 \centering
87 y_i=(x_i,x_{i+d},x_{i+2d},\ldots,x_{i+(m-1)d})
88 \end{equation}
89 The recurrence plot is then obtained by plotting a point if the following condition is satisfied:
90 \begin{equation}
91 \centering
92 ||y_j-y_i||<t
93 \end{equation}
94 where t is a threshold distance.
95
96 Figure~\ref{The corresponding recurrence plot for old CI} and Figure~\ref{The corresponding recurrence plot for new CI} depict some sampled  recurrence plots with $m=2$, $d=1$, $t=0.05$, respectively. The points are scattered as shown in Figures, patterns can not easily observed as it is non-periodic and random.
97 \begin{figure}
98 \centering
99 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_oldci_ll.eps}
100 } \hspace{0.5cm}
101 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_oldci_xx.eps}
102 } \hspace{0.5cm}
103 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_oldci_xi.eps}
104 } \hspace{0.5cm}
105 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_oldci_ii.eps}
106 } \hspace{0.5cm}
107 \caption{The corresponding recurrence plot for old CI}
108 \label{The corresponding recurrence plot for old CI}
109 \end{figure}
110
111 \begin{figure}
112 \centering
113 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.41]{images/pattern_newci_xx.eps}
114 } \hspace{0.5cm}
115 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_newci_xi.eps}
116 } \hspace{0.5cm}
117 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.4]{images/pattern_newci_ii.eps}
118 } \hspace{0.5cm}
119 \caption{The corresponding recurrence plot for new CI}
120 \label{The corresponding recurrence plot for new CI}
121 \end{figure}
122
123
124 \section{Linear complexity}
125 A sequence is considered to be random only if it cannot be
126 reconstructed with a short program, or cannot be described by some simple laws. Therefore, if
127 a sequence is random, it has maximal complexity [60], and data compression is nearly
128 impossible.
129
130 The linear complexity (LC) of a sequence is the size in bits of the shortest linear feedback shift register (LFSR) which can produce this sequence. This value measures the difficulty of generating -- and perhaps analyzing -- a particular sequence.
131 Indeed, the randomness of a given sequence can be linked to the size of the smallest program that can produce it. LC is the size required by a LFSR to be able to produce the given sequence. The Berlekamp-Massey algorithm can measure this LC, which might be used to evaluate the ``security'' of a pseudo-random sequence.
132
133 It can be seen in Figure~\ref{Linear complexity for old CI} and Figure~\ref{Linear complexity for new CI} that the LC curves of sample sequences of 2000 b are close to the ideal line $C_i=i/2$, which imply that the generator has high linear complexity. 
134 \begin{figure}
135 \centering
136 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_oldci_ll.eps}
137 } \hspace{0.5cm}
138 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_oldci_xx.eps}
139 } \hspace{0.5cm}
140 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_oldci_xi.eps}
141 } \hspace{0.5cm}
142 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_oldci_ii.eps}
143 } \hspace{0.5cm}
144 \caption{Linear complexity for old CI}
145 \label{Linear complexity for old CI}
146 \end{figure}
147
148 \begin{figure}
149 \centering
150 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_newci_xx.eps}
151 } \hspace{0.5cm}
152 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_newci_xi.eps}
153 } \hspace{0.5cm}
154 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/linear_complexity_newci_ii.eps}
155 } \hspace{0.5cm}
156 \caption{Linear complexity for new CI}
157 \label{Linear complexity for new CI}
158 \end{figure}
159
160
161 \section{Uniform distribution}
162
163 Figure~\ref{Second order distribution for old CI} and Figure~\ref{Second order distribution for new CI} give a 3D graphic representation of the distribution of a random sequence obtained by our generators. The point cloud presents a uniform distribution that tends to fill the complete 3D space, as expected for a random signal. To obtain this cloud, we have first changed the binary sequence to a $N$-bit integer sequence $x_1$, $x_2$, $x_3$, $x_4$... Then we have plot $\left(\frac{x_1}{2^N},\frac{x_2}{2^N},\frac{x_3}{2^N}\right), \left(\frac{x_2}{2^N},\frac{x_3}{2^N},\frac{x_4}{2^N}\right)$...
164
165 \begin{figure}
166 \centering
167 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_oldci_ll.eps}
168 } \hspace{0.5cm}
169 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_oldci_xx.eps}
170 \label{Old CI(XORshift, XORshift)}} \hspace{0.5cm}
171 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_oldci_xi.eps}
172 \label{Old CI(ISAAC, XORshift)}} \hspace{0.5cm}
173 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_oldci_ii.eps}
174 \label{Old CI(ISAAC, ISAAC)}} \hspace{0.5cm}
175 \caption{Second order distribution for old CI}
176 \label{Second order distribution for old CI}
177 \end{figure}
178
179 \begin{figure}
180 \centering
181 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_newci_xx.eps}
182 } \hspace{0.5cm}
183 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_newci_xi.eps}
184 } \hspace{0.5cm}
185 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/distribution_newci_ii.eps}
186 } \hspace{0.5cm}
187 \caption{Second order distribution for new CI}
188 \label{Second order distribution for new CI}
189 \end{figure}
190
191
192 \section{Auto-correlation and cross-correlation}
193 Since the number in a random sequence should be unpredictable and hence uncorrelated,
194 the auto-correlation and the cross-correlation between sequences can also be used to reflect
195 the randomness of a sequence. These correlation values are also the prime indices when a
196 random sequence is to be used in spread-spectrum communications [57].
197
198 Let $\{u\}$ and $\{v\}$ be two binary $(-1,+1)$-value sequences of length $n$, the aperiodic
199 auto-correlation function $C_{uu}(l)$ and the aperiodic cross-correlation function $C_{uv}(l)$ are defined
200 in Equation (\ref{auto}) and (\ref{cross}), respectively.
201 \begin{equation}
202 \label{auto}
203 C_{u,u}(l)=
204 \left\{
205 \begin{array}{llc}
206 \sum_{i=0}^{n-1-l} u_{i}u_{i+l} & \text{ if }&0\leqslant l\leqslant n-1\\
207 \sum_{i=0}^{n-1+l} u_{i-l}u_{i}  & \text{ if }&1-n\leqslant l\leqslant 0 \\
208 0 & \text{ if }&|l|\geqslant n\\
209 \end{array}
210 \right.
211 \end{equation}
212 \begin{equation}
213 \label{cross}
214 C_{u,v}(l)=
215 \left\{
216 \begin{array}{llc}
217 \sum_{i=0}^{n-1-l} u_{i}v_{i+l} & \text{ if }&0\leqslant l\leqslant n-1\\
218 \sum_{i=0}^{n-1+l} u_{i-l}v_{i}  & \text{ if }&1-n\leqslant l\leqslant 0 \\
219 0 & \text{ if }&|l|\geqslant n\\
220 \end{array}
221 \right.
222 \end{equation}
223
224
225 The auto-correlation and cross-correlation of the symbolic sequences are respectively given in Figure.~\ref{autocorr for old CI}, Figure.~\ref{autocorr for new CI}, Figure.~\ref{intercorr for old CI} and Figure.~\ref{intercorr for new CI}demonstrating a nice nature. It can be seen that this sequences have $\delta$-like auto-correlation which is required for a good PRBNG. The sequences generated with different initial values will have zero cross-correlation due to the sensitive dependence on initial conditions. 
226
227
228
229 \begin{figure}
230 \centering
231 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_oldci_ll.eps}
232 } \hspace{0.5cm}
233 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_oldci_xx.eps}
234 } \hspace{0.5cm}
235 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_oldci_xi.eps}
236 } \hspace{0.5cm}
237 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_oldci_ii.eps}
238 } \hspace{0.5cm}
239 \caption{Auto-correlation for old CI}
240 \label{autocorr for old CI}
241 \end{figure}
242
243 \begin{figure}
244 \centering
245 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_newci_xx.eps}
246 } \hspace{0.5cm}
247 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_newci_xi.eps}
248 } \hspace{0.5cm}
249 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/autocorr_newci_ii.eps}
250 } \hspace{0.5cm}
251 \caption{Auto-correlation for new CI}
252 \label{autocorr for new CI}
253 \end{figure}
254
255 \begin{figure}
256 \centering
257 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_oldci_ll.eps}
258 } \hspace{0.5cm}
259 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_oldci_xx.eps}
260 } \hspace{0.5cm}
261 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_oldci_xi.eps}
262 } \hspace{0.5cm}
263 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_newci_ii.eps}
264 } \hspace{0.5cm}
265 \caption{Cross-correlation for old CI}
266 \label{intercorr for old CI}
267 \end{figure}
268
269 \begin{figure}
270 \centering
271 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_newci_xx.eps}
272 } \hspace{0.5cm}
273 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_newci_xi.eps}
274 } \hspace{0.5cm}
275 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/intercorr_newci_ii.eps}
276 } \hspace{0.5cm}
277 \caption{Cross-correlation for new CI}
278 \label{intercorr for new CI}
279 \end{figure}
280 \section{FFT}
281
282 The FFT of the sequences (Figure.~\ref{FFT for old CI} and Figure.~\ref{FFT for new CI}) are performed and the corresponding power spectrums are computed. Some complete flat power spectrums, with almost equal frequency contribution for all frequencies, are indicative of a total random series.
283
284 \begin{figure}
285 \centering
286 \subfigure[Old CI(Logistic, Logistic)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_oldci_ll.eps}
287 } \hspace{0.5cm}
288 \subfigure[Old CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_oldci_xx.eps}
289 } \hspace{0.5cm}
290 \subfigure[Old CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_oldci_xi.eps}
291 } \hspace{0.5cm}
292 \subfigure[Old CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_oldci_ii.eps}
293 } \hspace{0.5cm}
294 \caption{FFT for old CI}
295 \label{FFT for old CI}
296 \end{figure}
297
298 \begin{figure}
299 \centering
300 \subfigure[New CI(XORshift, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_newci_xx.eps}
301 } \hspace{0.5cm}
302 \subfigure[New CI(ISAAC, XORshift)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_newci_xi.eps}
303 } \hspace{0.5cm}
304 \subfigure[New CI(ISAAC, ISAAC)]{\includegraphics[scale=0.34]{images/fft_newci_ii.eps}
305 } \hspace{0.5cm}
306 \caption{FFT for new CI}
307 \label{FFT for new CI}
308 \end{figure}
309
310 \section{Devaney's Chaos Property}
311
312 Generally speaking, the quality of a PRNG depends, to a large extent, on the following criteria: randomness, uniformity, independence, storage efficiency, and reproducibility. A chaotic sequence may satisfy these requirements and also other chaotic properties, as ergodicity, entropy, and expansivity. A chaotic sequence is extremely sensitive to the initial conditions. That is, even a minute difference in the initial state of the system can lead to enormous differences in the final state, even over fairly small timescales. Therefore, chaotic sequence fits the requirements of pseudo-random sequence well. Contrary to XORshift and ISAAC, our generator possesses these chaotic properties~\cite{guyeux09},\cite{wang2009}.
313 However, despite a large number of papers published in the field of chaos-based pseudo-random generators, the impact of this research is rather marginal. This is due to the following reasons: almost all PRNG algorithms using chaos are based on dynamical systems defined on continuous sets (\emph{e.g.}, the set of real numbers). So these generators are usually slow, requiring considerably more storage space, and lose their chaotic properties during computations as mentioned earlier in this paper. These major problems restrict their use as generators~\cite{Kocarev2001}.
314
315 In this paper we do not simply integrate chaotic maps hoping that the implemented algorithm remains chaotic. Indeed, the PRNGs we conceive are just discrete chaotic iterations and we have proven in \cite{guyeux09} that these iterations produce a topological chaos as defined by Devaney: they are regular, transitive, and sensitive to initial conditions. This famous definition of a chaotic behavior for a dynamical system implies unpredictability, mixture, sensitivity, and uniform repartition. Moreover, as only integers are manipulated in discrete chaotic iterations, the chaotic behavior of the system is preserved during computations, and these computations are fast.
316
317 Let us now explore the topological properties of our generator and their consequences concerning the quality of the generated pseudo-random sequences.
318 %Generally speaking, the success of a PRNG study depends, to a large extent, on the following criteria:
319 %uniformity, independence, storage efficiency, reproducibility. Chaotic sequence
320 %has not only these good pseudo-random characteristics but also chaotic properties,
321 %as ergodicity, entropy and expansivity. It is extremely sensitive to the initial states. That is, even a minute
322 %difference in the starting state of the
323 %system can lead to enormous differences in the final state of the system even over
324 %fairly small timescales. Therefore, chaotic sequence well fits the requirements of
325 %pseudo-random sequence.\newline
326 %Despite a huge number of papers published in the field of chaos-based pseudo-random generators, the impact that this research has made on conventional cryptography is rather marginal. This is due to the following reasons: almost all chaotic algorithms are based on dynamical systems defined on the set of real numbers. So these generators are usually slow, require considerably more storage space and lose their chaotic property during computations. These major problems restrict their use in cryptography~\cite{Kocarev2001}.\newline
327 %The generator proposed in this paper does not inherit its chaotic properties from a real chaotic map, but from chaotic iterations defined in Section \ref{subsection:Chaotic iterations}. It has been proved in~\cite{guyeux09} that chaotic iterations behave as chaos, as it is defined by Devaney: they are regular, transitive and sensitive to initial conditions. This most famous definition of a chaotic behavior for a dynamical system implies unpredictability, mixture, sensitivity
328 %and uniform repartition. The principal interest is that chaotic iterations don't use real numbers.
329 %This allows the creation of a new generation of chaotic pseudo-random number generators. Because only integers are manipulated in chaotic iterations, the chaotic behavior of the system is preserved during computations, and these computations are fast.
330
331
332 \section{Topological Consequences}
333
334 We have proven in \cite{gfb10:ip} that chaotic iterations are expansive and topologically mixing. These topological properties are inherited by the generators we presented here. In particular, any error on the seed are magnified until being equal to the constant of expansivity.
335 We will now investigate the consequences of being chaotic, as defined by Devaney. 
336
337 First of all, the transitivity property implies the indecomposability of the system:
338
339 \begin{definition}
340 A dynamical system $\left( \mathcal{X}, f\right)$ is indecomposable if it is not the union of two closed sets $A, B \subset \mathcal{X}$ such that $f(A) \subset A, f(B) \subset B$.
341 \end{definition}
342
343 Thus it is impossible to reduce the set of the outputs generated by our PRNG, in order to reduce its complexity. Moreover, it is possible to show that Old and New CI generators are strongly transitive:
344
345 \begin{definition}
346 A dynamical system $\left( \mathcal{X}, f\right)$ is strongly transitive if $\forall x,y \in \mathcal{X},$ $\forall r > 0,$ $\exists z \in \mathcal{X},$ $d(z,x) \leqslant r \Rightarrow$ $\exists n \in \mathds{N}^*,$ $f^n(z)=y$.
347 \end{definition}
348
349 In other words, for all $x,y \in \mathcal{X}$, it is possible to find a point $z$ in the neighborhood of $x$ such that an iterate $f^n(z)$ is $y$. Indeed, this result has been established during the proof of the transitivity presented in~\cite{guyeux09}. Among other things, the strong transitivity property leads to the fact that without the knowledge of the seed, all of the outputs are possible. Additionally, no point of the output space can be discarded when studying our PRNG: it is intrinsically complicated and it cannot be simplified.
350
351 Finally, these generators possess the instability property:
352
353 \begin{definition}
354 A dynamical system $\left( \mathcal{X}, f\right)$ is unstable if for all $x \in \mathcal{X}$, the orbit $\gamma_x:n \in \mathds{N} \longmapsto f^n(x)$ is unstable, that is: $\exists \varepsilon > 0,$ $\forall \delta > 0,$ $\exists y \in \mathcal{X},$ $\exists n \in \mathds{N},$ $d(x,y) < \delta$ and $d\left(\gamma_x(n), \gamma_y(n)\right) \geqslant \varepsilon.$
355 \end{definition}
356
357 This property, which is implied by the sensitive dependence to the initial condition, leads to the fact that in all of the neighborhoods of any $x$, there are points which are separate from $x$ under iterations of $f$. We thus can claim that the behavior of our generators is unstable.
358