智能算法及其在信息安全若干關鍵問題中的應用與研究.pdf

1、現(xiàn)代密碼學理論和密碼技術是信息安全領域的重要基礎。在信息時代的今天，網(wǎng)絡和通信技術的高速發(fā)展和廣泛應用，越來越多的信息在網(wǎng)絡上傳輸，信息的安全與保護問題顯得愈發(fā)重要。通常使用傳統(tǒng)的數(shù)學方法來解決密碼學和信息安全中的問題難以獲得較好的全局效果，近年來仿生智能優(yōu)化算法已經(jīng)在經(jīng)典的NP-C等問題的求解和實際應用中表現(xiàn)出強大的生命力，并且具有較好的全局性能。本文深入研究了智能優(yōu)化算法的理論與應用，構造出基于智能算法解決信息安全中的四個關鍵問題(

2、分組密碼、流密碼、布爾函數(shù)、入侵檢測)的模型，同時對這些模型的理論基礎、實踐應用、收斂性等進行了深入和系統(tǒng)的分析，最后通過仿真實驗對這些模型效果和性能進行深入的分析、驗證與比較。具體的創(chuàng)新性工作包括如下幾個方面： 1、分別研究了基于蟻群算法，遺傳算法及蟻群與遺傳算法結合設計S盒的算法?；谶z傳算法構造S盒，在染色體的編碼方式上保證S盒是完全正交的，給出了“雪崩度”的定義以定量描述雪崩效應，可自適應地修正交叉概率與變異概率；基于蟻

3、群算法構造S盒，提出了S盒的城市模型，設計出選路規(guī)則和信息素更新策略；提出遺傳算法與蟻群算法相結合的設計思想構造S盒，獲得的S盒在非線性度、差分均勻度和雪崩效應上都得到了較大的改善，較好的解決了傳統(tǒng)的數(shù)學方法設計S盒的缺陷。 2、分別研究基于遺傳算法和細胞自動機優(yōu)化設計序列密碼的算法。綜合應用遺傳算法的選擇、交叉和變異算子以及移位、異或和非等操作來設計序列密碼。將細胞自動機與熵的理論應用與序列密碼的設計，可以使得序列密碼具有更好

4、的抗攻擊能力。 3、通過分析布爾函數(shù)的Walsh-Hadamard變換、自相關性和雪崩效應等，提出并證明了布爾函數(shù)的兩個優(yōu)化規(guī)則，設計出“1+1爬山算法”和“兩點爬山算法”可有效提高布爾函數(shù)的非線性度，同時降低布爾函數(shù)的自相關性。將遺傳算法的多點搜索優(yōu)點有機融入爬山算法，設計出“遺傳爬山算法”，可更好的優(yōu)化布爾函數(shù)的非線性度和自相關性。 4、為彌補入侵防御系統(tǒng)不能及時發(fā)現(xiàn)未知入侵攻擊的缺陷，提出基于遺傳模糊連接的聚類算法