基于S盒耦合映像格的混沌認(rèn)證加密算法研究.pdf

1、集成式認(rèn)證加密方案作為現(xiàn)代密碼學(xué)的熱點(diǎn)分支，可以同時(shí)保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性與完整性，具備更高的安全性且未增加計(jì)算開支?；煦缋碚撟鳛樾屡d非線性動(dòng)力科學(xué)，與密碼系統(tǒng)存在著密切聯(lián)系，將二者融合以構(gòu)造安全、高效、穩(wěn)定的密碼系統(tǒng)，為保障通信與信息安全提供了新思路。自混沌密碼誕生以來，一直都是密碼學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文結(jié)合整數(shù)化混沌系統(tǒng)，研究探討快速混沌認(rèn)證加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析與硬件實(shí)現(xiàn)，主要工作內(nèi)容為以下幾個(gè)方面。
　　(1)歸納了認(rèn)證加密方

2、案的設(shè)計(jì)體系與可證明性安全模型，介紹了一些混沌的基本理論與評價(jià)判據(jù)。首先枚舉了幾種常見的認(rèn)證加密方案類型，并借助可證明安全理論簡單分析了認(rèn)證加密系統(tǒng)的機(jī)密性與完整性優(yōu)勢。隨后介紹了混沌與混沌密碼的基礎(chǔ)理論，并簡單探討了有限域與整數(shù)域中混沌系統(tǒng)的Lyapunov指數(shù)判據(jù)。
　　(2)利用靜態(tài)S盒提供混淆，結(jié)合整數(shù)化環(huán)狀耦合映像格提供擴(kuò)散，構(gòu)造了集成混淆、擴(kuò)散及Hash于一體的S盒耦合映像格，并在此基礎(chǔ)上不斷迭代更新內(nèi)部狀態(tài)以輸出密鑰

3、流，構(gòu)造了基于流密碼架構(gòu)的專用混沌認(rèn)證加密算法。隨后，對算法的安全性進(jìn)行了理論分析和統(tǒng)計(jì)測試，證明了該算法具有足夠的安全性。最后，通過比較幾種常見算法的運(yùn)行效率，表明該算法的認(rèn)證加密速度較為理想。
　　(3)受益于S盒耦合映像格自身并行結(jié)構(gòu)，以之前混沌認(rèn)證加密算法為主體，設(shè)計(jì)了一種在線混沌認(rèn)證加密系統(tǒng)的數(shù)字電路，F(xiàn)PGA平臺仿真表明系統(tǒng)占用較少的硬件資源，并且吞吐量優(yōu)良。其后，充分利用硬件系統(tǒng)的并行特性，進(jìn)一步改良在線混沌認(rèn)證加密