幾類復雜動力學系統(tǒng)的密碼分析與設計.pdf

1、隨著計算機和通信技術的飛速發(fā)展，社會對信息和信息技術的依賴性不斷增強，預示著信息化時代的到來。然而，信息隨時都有可能遭受竊取、篡改、偽造和重放等各種攻擊，成為信息社會建設的瓶頸。因此，為維護信息化社會的有序運作，信息安全受到了各界的廣泛關注。
　　 密碼系統(tǒng)是解決信息安全問題最基本的手段。復雜系統(tǒng)的動力學行為和密碼學之間有著天然的聯(lián)系：它的一些動力學特性大致對應著密碼系統(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)又暗示著復雜

2、的動力學現(xiàn)象。目前，已提出了大量基于混沌和細胞自動機的密碼設計方案，并進行了系統(tǒng)的分析。而細胞神經(jīng)網(wǎng)絡和復雜網(wǎng)絡的動力學行為也得到了深入的理論研究，具有很好的密碼學應用前景。
　　 本論文主要研究復雜動力學系統(tǒng)在信息安全技術特別是密碼學方面的應用。具體包括以下工作：
　　 ①系統(tǒng)闡述了細胞自動機、細胞神經(jīng)網(wǎng)絡以及復雜網(wǎng)絡等幾類復雜動力學系統(tǒng)的相關概念及發(fā)展進程。對現(xiàn)有的幾種混沌密碼和基于細胞自動機的密碼研究現(xiàn)狀進行了詳細

3、的分析、歸納和總結。
　　 ②根據(jù)信息論、密碼學和復雜動力學系統(tǒng)理論，提出一種基于算術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)字化后混沌動力學行為出現(xiàn)退化以及密鑰相同時密鑰流不變等問題，具有較以往算法更好的性能和安全性。同時，將算術編碼等同于一個非線性動力學系統(tǒng)，分析了它對系統(tǒng)安全性所作的貢獻。
　　 ③成功破譯了一類基于遞歸細胞自動機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構

4、的情況下，討論了其可能的改進，分析了系統(tǒng)中密鑰流發(fā)生器的設計缺陷，并提出一種具有良好隨機統(tǒng)計特性和不可預測性的細胞自動機密鑰流發(fā)生器。
　　 ④討論了細胞神經(jīng)網(wǎng)絡一些可應用于密碼設計的性質(zhì)。研究了細胞神經(jīng)網(wǎng)絡中的混沌現(xiàn)象和布爾函數(shù)實現(xiàn)方法。
　　 ⑤分析了無線傳感器網(wǎng)絡中密鑰分配的限制條件，提出一種基于復雜網(wǎng)絡同步的無線傳感器網(wǎng)絡密鑰分配方案。
　　 ⑥最后對論文工作進行了全面的總結，并對今后的研究方向進行了展望