Simulacion de Comunicacion.

[AlbertoBSD]

Voy a revisarlo con calma.

Solo me queda comentar que la forma en la que estas contando los cambios no contempla si un byte determinado fue modificado en mas de 1 bit. Es decir si por azar cambias mas de 2 bits en un solo byte, al final la forma en la que lo estas contando solo contabilizada un solo cambio, cuando realmente puede ser mas de 1.

Voy a cambiar esa parte y hacer que noise devuelva la cantidad de bits que modifico.

Saludos.

[CalgaryCorpus]

Estoy de acuerdo que la cuenta se puede mejorar, lo indique también en el comentario que acompaña. Gracias!

[AlbertoBSD]

Si bien es cierto que el codigo que posteaste modifica el stream de datos exactamente "cuantos" veces bits por cada 100.
Encontre un detalle. Incremente la precuencia a 10 veces por cada 100, y en ocasiones escribe el mismo bit varias veces, esto obvio por la función al azar.



Con lo cual la solucion tambien falla, se podria solucionar llevando el registro de cuales bits ya fueron modificados y en caso de caer el mismo bit volver a generar un numero al azar.


Volviendo al código de que la función Noise solo reciba de 8 bits en 8 bits. La aproximación sigue siendo buena en el largo plazo, para un stream de 10 millones de bytes el proceso solo modifica un numero paroximado de "Cuantos" % por cada 100.

Hice esta prueba 1000 veces (10 millones de bytes)  y dejo aqui los resultados para cuantos = 1, si bien es cierto que el resultado indica que la mayoría de las veces escribe un poco mas del 1% est esto ejemplo 1.0009% etc..., el problema no radica en error del código, sino en que al realizar modulo de un  numero aleatorio entero, los números arrojados por modulo van a favorecer a los números pequeños mas pequeños, por lo cual son mas veces en las que cae un total de modificaciones mayores al 1%  que las que veces que es menor al 1%

Código [Seleccionar] Expandir

801872/80000000: 0.010023
800686/80000000: 0.010009
801186/80000000: 0.010015
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800509/80000000: 0.010006
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800401/80000000: 0.010005
802419/80000000: 0.010030
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801361/80000000: 0.010017
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798814/80000000: 0.009985
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802328/80000000: 0.010029
800357/80000000: 0.010004
801443/80000000: 0.010018
799523/80000000: 0.009994
800929/80000000: 0.010012
801506/80000000: 0.010019
801789/80000000: 0.010022
801058/80000000: 0.010013
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800572/80000000: 0.010007
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801770/80000000: 0.010022
801676/80000000: 0.010021
800085/80000000: 0.010001
802200/80000000: 0.010028
799997/80000000: 0.010000
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800055/80000000: 0.010001
801321/80000000: 0.010017
800106/80000000: 0.010001
802064/80000000: 0.010026
801764/80000000: 0.010022
800662/80000000: 0.010008
801260/80000000: 0.010016
801389/80000000: 0.010017
798589/80000000: 0.009982
802118/80000000: 0.010026
800484/80000000: 0.010006
800419/80000000: 0.010005
800574/80000000: 0.010007
799727/80000000: 0.009997
800393/80000000: 0.010005
802369/80000000: 0.010030
801305/80000000: 0.010016
799237/80000000: 0.009990
800096/80000000: 0.010001
801742/80000000: 0.010022
801002/80000000: 0.010013
801072/80000000: 0.010013
798750/80000000: 0.009984
800485/80000000: 0.010006
801502/80000000: 0.010019
801336/80000000: 0.010017
801636/80000000: 0.010020
799640/80000000: 0.009995
801200/80000000: 0.010015
799983/80000000: 0.010000
802703/80000000: 0.010034
801153/80000000: 0.010014
800650/80000000: 0.010008
802108/80000000: 0.010026
800634/80000000: 0.010008
798799/80000000: 0.009985
801939/80000000: 0.010024
800500/80000000: 0.010006
800794/80000000: 0.010010
799961/80000000: 0.010000
799847/80000000: 0.009998
800929/80000000: 0.010012
802404/80000000: 0.010030
800871/80000000: 0.010011
799148/80000000: 0.009989
800248/80000000: 0.010003
802077/80000000: 0.010026
801130/80000000: 0.010014
800988/80000000: 0.010012
798719/80000000: 0.009984
800434/80000000: 0.010005
801573/80000000: 0.010020
800775/80000000: 0.010010
801478/80000000: 0.010018
799815/80000000: 0.009998
800746/80000000: 0.010009
801183/80000000: 0.010015
802013/80000000: 0.010025
801092/80000000: 0.010014
801106/80000000: 0.010014
801783/80000000: 0.010022
800560/80000000: 0.010007
799503/80000000: 0.009994
801621/80000000: 0.010020
800130/80000000: 0.010002
800325/80000000: 0.010004
800542/80000000: 0.010007
799935/80000000: 0.009999
801124/80000000: 0.010014
801721/80000000: 0.010022
800891/80000000: 0.010011
799461/80000000: 0.009993
800958/80000000: 0.010012
801274/80000000: 0.010016
801534/80000000: 0.010019
800224/80000000: 0.010003
799078/80000000: 0.009988
800554/80000000: 0.010007
801876/80000000: 0.010023
800448/80000000: 0.010006
801355/80000000: 0.010017
799774/80000000: 0.009997
801020/80000000: 0.010013
801257/80000000: 0.010016
802070/80000000: 0.010026
801247/80000000: 0.010016
800799/80000000: 0.010010
801301/80000000: 0.010016
800863/80000000: 0.010011
799853/80000000: 0.009998
801955/80000000: 0.010024
800270/80000000: 0.010003
799648/80000000: 0.009996
799635/80000000: 0.009995
800617/80000000: 0.010008
801728/80000000: 0.010022
801345/80000000: 0.010017
801111/80000000: 0.010014
798709/80000000: 0.009984
802121/80000000: 0.010027
801177/80000000: 0.010015
801198/80000000: 0.010015
799885/80000000: 0.009999
799417/80000000: 0.009993
800798/80000000: 0.010010
801662/80000000: 0.010021
800809/80000000: 0.010010
801094/80000000: 0.010014
800333/80000000: 0.010004
800186/80000000: 0.010002
801745/80000000: 0.010022
801630/80000000: 0.010020
801546/80000000: 0.010019
800203/80000000: 0.010003
801982/80000000: 0.010025
799751/80000000: 0.009997
800857/80000000: 0.010011
801680/80000000: 0.010021
800389/80000000: 0.010005
799540/80000000: 0.009994
799855/80000000: 0.009998
800417/80000000: 0.010005
801856/80000000: 0.010023
801223/80000000: 0.010015
800587/80000000: 0.010007
799179/80000000: 0.009990
801964/80000000: 0.010025
801735/80000000: 0.010022
800498/80000000: 0.010006
800080/80000000: 0.010001
799009/80000000: 0.009988
801161/80000000: 0.010015
801662/80000000: 0.010021
801002/80000000: 0.010013
800940/80000000: 0.010012
800227/80000000: 0.010003
800631/80000000: 0.010008
801274/80000000: 0.010016
802149/80000000: 0.010027
801317/80000000: 0.010016
800254/80000000: 0.010003
801469/80000000: 0.010018
799928/80000000: 0.009999
801137/80000000: 0.010014
801662/80000000: 0.010021



Saludos

[CalgaryCorpus]

Lo unico que pruebas, al menos con el programa de test que pusiste previamente, es que la funcion rand() tiene un comportamiento como el que esperas, o sea, que 1 de cada 100 elementos sea elegido, pero esto no implica que 1 de cada 100 elementos tu eligiras de los primeros 100 bits.  

Si le dieras a la funcion rand() los 100 primeros elementos, esta elegiria solo 1 de alli, pero tu no haces esto, le dices a la funcion rand() que eliga uno por uno, cada bit, con probabilidad 1/100. Con ello, tu programa podria elegir varios bits en el camino, y es esto efectivamente lo que ocurre. Varias veces rand() elige alguno de los bits. Aunque rand() este bien, eso no implica que cualquier uso de rand() hara que los resultados esten correctos. No importa cuantas veces lo ejecutes.

El no generar elecciones ya hechas se puede resolver, por ejemplo, manteniendo lo disponible. En vez de guardar lo elegido y comparar si ya ha sido elegido antes., por ejemplo asi:

Código (c) [Seleccionar] Expandir


int noise(char * data_stream, int len_data, unsigned char cuantos, unsigned char valor) {
 int index;
 int bit;
 int cantidad_bits = len_data * 8;

 int disponible[100];

 for (int offset = 0; offset < cantidad_bits; offset += 100) {
   for (int i = 0; i < 100; i++) disponible[i] = i;
   for (int bits_modificados = 0; bits_modificados < cuantos; bits_modificados++) {
     int r = rand() % (100 - bits_modificados);
     int bit_offset = disponible[r] + offset;
     disponible[r] = disponible[99 - bits_modificados];

     if (bit_offset >= cantidad_bits) {
       continue;
     }
     index = bit_offset / 8;
     bit = bit_offset % 8;
     if (valor) {
       data_stream[index] |= 1 << bit;
     } else {
       data_stream[index] &= ~(1 << bit);
     }
   }
 }
}


[AlbertoBSD]

Si tienes razón, tu código funciona.  

La aproximación por probabilidad que implemente a un byte es la mas sencilla de entender, claro ineficiente por que prueba bit por bit si debe de ser o no modificado, la desviación estandar es muy baja y la media siempre esta sobre el % indicado por "Cuantos"

En fin, estoy de acuerdo que la versión por probabilidad NO hace exactamente lo que pide el programa, sin embargo es muy acercado a lo que se pide.

He realizado un nuevo código que funciona de byte en byte y NO UTILIZA PROBABILIDAD,

Funciona Byte a Byte por que en algún punto el modulo de ruido se debe de acoblar a un modulo "Canal" cosa que no voy a discutir aqui.

Esta en forma de Clase por que necesitamos tener control de variables internas y llevar registro de cuales bits ya modificamos.

Dejo el codigo por si a alguien le sirve, el algoritmo de ordenamiento se puede mejorar, para dejarlo simple utilice el ordenamiento burbuja. Cámbienlo por el que les guste.

El programa  utiliza objeto de clase Noise y genera una lista previa de los bits que va a modificar, y solo modifica dichos bits cuando le mandan un byte que contenga el indice de bit mencionado.

Este programa no sabe a priori cuantos bytes le van a enviar, por lo que el ciclo de "cuantos" por cada 100 solo se cumple cuando el numero de bits que se le a enviado es múltiplo de 100.

Código (cpp) [Seleccionar] Expandir


#include<string.h>
#include<stdio.h>
#include<time.h>
#include<stdlib.h>

#define LEN 25

class Noise
{
private:
unsigned char cuantos;
unsigned char valor;
int index_nibble;
int lista_actual;
int *lista;
int next;
void generar_lista();
void ordenar_lista();
public:
unsigned int recibidos;
unsigned int modificados;
Noise(unsigned char _cuantos, unsigned char _valor);
~Noise();
char modificar(char b);
};

Noise::Noise(unsigned char _cuantos, unsigned char _valor) {
cuantos = _cuantos;
valor = _valor;
index_nibble = 0;
recibidos = 0;
modificados = 0;
lista = new int[cuantos];
srand(time(NULL));
generar_lista();
}

Noise::~Noise() {
delete lista;
}

void Noise::generar_lista() {
lista_actual = 0;
int no_duplicados[100] = {0};
int i = 0,r;
while(i < cuantos) {
do {
r = rand() % 100;
}while(no_duplicados[r] == 1);
no_duplicados[r] = 1;
//printf("Numero random %i\n",r);
lista[i] = r;
i++;
}
ordenar_lista();
next = lista[lista_actual];
}

void Noise::ordenar_lista() {
int i,j,aux;
i = 1;
while(i<cuantos) {
j = 0;
while(j<(cuantos-1)) {
if(lista[j] > lista[j+1]) {
aux = lista[j];
lista[j] = lista[j+1];
lista[j+1] = aux;
}
j++;
}
i++;
}
/*
Solo para imprimir las siguientes lineas se pueden omitir
*/
/*
printf("Lista Ordenada: ");
i = 0;
while(i< cuantos) {
printf("%i\t",lista[i++]);
}
printf("\n");
*/

}

char Noise::modificar(char b) { //Se divide el byte recibido en nibbles para trabajar correctamente con divisores de 100, ya que 8 no es divisible entre 100
int i;
int entrar = 1;
int bit_offset;
char nibble[2];
recibidos+=8;

/*
Lo siguiente es hardware dependiente pero me da flojera realizar la prueba... Supongo que la mayoria utilizara little endian
*/
nibble[0] = b & 0x0F;
nibble[1] = b & 0xF0;
nibble[1] = nibble[1] >> 4;
//printf("Numero separado en nibbles '%c' : [%i,%i]\n",b,nibble[0],nibble[1]);
i = 0;
while(i < 2) {
entrar = 1;
//printf("Evaluando index nibble %i, buscando %i, index actual de la lista %i:%i\n",index_nibble,next/4,lista_actual,lista[lista_actual]);
while(entrar && index_nibble == next/4) {
bit_offset = next % 4;
//printf("Encontrado., bit a modificar %i\n",bit_offset);
if(valor) {
nibble[i] |= 1 << bit_offset;
}
else {
nibble[i] &= ~(1 << bit_offset);
}
lista_actual++;
if(lista_actual < cuantos) {
next = lista[lista_actual];
}
else {
entrar = 0;
}
modificados++;
}
index_nibble++;
if(index_nibble == 25) {
index_nibble = 0;
generar_lista();
}
i++;
}
return nibble[0] + (nibble[1] << 4);;
}

int main() {
char mensaje[LEN+1];
unsigned int i = 0;
Noise noise(1,1); //10 bytes modificados por cada 100
memset(mensaje,'A',LEN);
printf("Mensaje antes del Ruido: %s\n",mensaje);
while(i < LEN) {
mensaje[i] = noise.modificar(mensaje[i]);
i++;
}
printf("Mensaje despues del Ruido: %s\n",mensaje);
printf("%u/%u\n",noise.modificados,noise.recibidos);
}


Aun asi, yo sigo prefiriendo la funcion por PROBABILIDAD, ya que es la mas sencilla y rapida de implementar. Y funciona bien digan lo que digan en el largo plazo se comporta aproximadamente se esperaba y funcionaria aun mejor si la distribucion de los nimeros pseudo-aleatorios fuera mas uniforme.

Código (c) [Seleccionar] Expandir



char noise(char byte,unsigned char cuantos, unsigned char valor) {
int i = 0;
recibidos+= 8;
while(i < 8) {
if((rand() % 100) < cuantos) {
modificados++;
if(valor) {
byte |= 1 << i;
}
else {
byte &= ~(1 << i);
}
}
i++;
}
return byte;
}