基于保守混沌系統(tǒng)的密碼理論與方法研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)的進(jìn)步,人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性日益突出,同時(shí)信息安全問題也越來越重要。雖然眾多學(xué)者們?cè)谛畔踩I(lǐng)域的研究中取得了巨大的成果,但隨著理論研究的不斷深入,相應(yīng)的破譯方法也層出不窮。傳統(tǒng)的安全認(rèn)證系統(tǒng)面臨著嚴(yán)重的安全危機(jī),尋找新的理論與新的方法迫在眉睫?；煦缱鳛橐环N天然的密碼系統(tǒng),有著其獨(dú)特的特性,最大特點(diǎn)就在于系統(tǒng)對(duì)初始條件的高敏感性,也即是說,系統(tǒng)的未來行為是不可預(yù)測的。隨著混沌理論研究的逐步深入,基于混沌理論的加

2、密技術(shù)逐漸成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。但是現(xiàn)有的大部分混沌加密技術(shù)都是基于耗散混沌系統(tǒng),而耗散混沌系統(tǒng)由于其自身的吸引子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的缺陷,使得其在保密通信的實(shí)際應(yīng)用中存在許多隱患,而對(duì)于保守混沌系統(tǒng),由于沒有吸引子結(jié)構(gòu),無法通過密文進(jìn)行重構(gòu)預(yù)測,因而安全性更高,更適合于密碼學(xué)應(yīng)用。本文旨在研究基于保守混沌系統(tǒng)的密碼理論與方法,主要包括基于保守混沌系統(tǒng)的圖像加密算法和Hash函數(shù)構(gòu)造算法兩方面。
　　 本文提出一種新的基于保守混沌系統(tǒng)的圖像

3、加密算法。利用給定初始值與參數(shù)的離散standard映射生成混沌序列,使用混沌序列構(gòu)造改進(jìn)的魔方變換對(duì)圖像進(jìn)行置亂,并對(duì)各象素點(diǎn)的灰度值與混沌序列進(jìn)行鏈?zhǔn)窖h(huán)異或。算法設(shè)計(jì)簡單、易于實(shí)現(xiàn),避免了耗散混沌系統(tǒng)的固有缺陷,改進(jìn)了魔方變換的置亂方法,克服了僅使用置亂方法加密圖像的缺點(diǎn),仿真試驗(yàn)與分析表明具有較高的安全性。
　　 本文提出了一種基于保守混沌系統(tǒng)的單向Hash函數(shù)構(gòu)造方法。將明文按固定長度劃分成一組消息塊,各消息塊依次使用

4、標(biāo)準(zhǔn)映射進(jìn)行多輪迭代,每輪迭代結(jié)果與明文塊共同確定下一輪迭代的兩個(gè)初值與迭代步數(shù),取其最后一輪混沌序列的適當(dāng)項(xiàng),映射為128位Hash值。理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明,這種基于標(biāo)準(zhǔn)映射的Hash函數(shù)具有較好的單向性、弱碰撞性、初值敏感性,較基于低維的耗散混沌映射的Hash函數(shù)更為安全,且易于實(shí)現(xiàn)。
　　 最后,使用插件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了混沌加密平臺(tái),對(duì)本文提出的圖像加密算法與Hash函數(shù)構(gòu)造算法進(jìn)行演示。同時(shí)該軟件具有良好的擴(kuò)展性,以便新算法