幾類復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的密碼分析與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)信息和信息技術(shù)的依賴性不斷增強(qiáng)，預(yù)示著信息化時(shí)代的到來。然而，信息隨時(shí)都有可能遭受竊取、篡改、偽造和重放等各種攻擊，成為信息社會(huì)建設(shè)的瓶頸。因此，為維護(hù)信息化社會(huì)的有序運(yùn)作，信息安全受到了各界的廣泛關(guān)注。
　　 密碼系統(tǒng)是解決信息安全問題最基本的手段。復(fù)雜系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為和密碼學(xué)之間有著天然的聯(lián)系：它的一些動(dòng)力學(xué)特性大致對(duì)應(yīng)著密碼系統(tǒng)的某些安全特征，而具有良好混合性的傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)又暗示著復(fù)雜

2、的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。目前，已提出了大量基于混沌和細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的密碼設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。而細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)行為也得到了深入的理論研究，具有很好的密碼學(xué)應(yīng)用前景。
　　 本論文主要研究復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)在信息安全技術(shù)特別是密碼學(xué)方面的應(yīng)用。具體包括以下工作：
　　 ①系統(tǒng)闡述了細(xì)胞自動(dòng)機(jī)、細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)等幾類復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的相關(guān)概念及發(fā)展進(jìn)程。對(duì)現(xiàn)有的幾種混沌密碼和基于細(xì)胞自動(dòng)機(jī)的密碼研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)

3、的分析、歸納和總結(jié)。
　　 ②根據(jù)信息論、密碼學(xué)和復(fù)雜動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)理論，提出一種基于算術(shù)編碼的混沌加密系統(tǒng)。該系統(tǒng)解決了算法的可移植性、數(shù)字化后混沌動(dòng)力學(xué)行為出現(xiàn)退化以及密鑰相同時(shí)密鑰流不變等問題，具有較以往算法更好的性能和安全性。同時(shí)，將算術(shù)編碼等同于一個(gè)非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)，分析了它對(duì)系統(tǒng)安全性所作的貢獻(xiàn)。
　　 ③成功破譯了一類基于遞歸細(xì)胞自動(dòng)機(jī)置換的圖像加密算法，指出該系統(tǒng)在已知明文攻擊下是脆弱的。在不改變算法基本結(jié)構(gòu)

4、的情況下，討論了其可能的改進(jìn)，分析了系統(tǒng)中密鑰流發(fā)生器的設(shè)計(jì)缺陷，并提出一種具有良好隨機(jī)統(tǒng)計(jì)特性和不可預(yù)測(cè)性的細(xì)胞自動(dòng)機(jī)密鑰流發(fā)生器。
　　 ④討論了細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一些可應(yīng)用于密碼設(shè)計(jì)的性質(zhì)。研究了細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的混沌現(xiàn)象和布爾函數(shù)實(shí)現(xiàn)方法。
　　 ⑤分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中密鑰分配的限制條件，提出一種基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)同步的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰分配方案。
　　 ⑥最后對(duì)論文工作進(jìn)行了全面的總結(jié)，并對(duì)今后的研究方向進(jìn)行了展望