憶阻器混沌及PC機(jī)文件加密系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、在如今的信息時(shí)代中,計(jì)算機(jī)已成為人們必不可少的工具,但隨之產(chǎn)生而來的信息安全問題已成為一個(gè)重要的挑戰(zhàn)性課題。混沌對(duì)參數(shù)和初始值的極度敏感性使其具有不可預(yù)測(cè)性,這使得它具有傳統(tǒng)密碼的優(yōu)良特性,混沌密碼學(xué)已成為一種極具潛力的新型密碼設(shè)計(jì)方法。憶阻器是一個(gè)具有記憶特性的非線性電阻,除在非遺失性存儲(chǔ)器、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景外,它還能構(gòu)成性能優(yōu)良的非線性振蕩電路?；谝陨媳尘?本文研究復(fù)雜混沌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,構(gòu)造了憶阻器混沌振蕩電

2、路和含有自然指數(shù)項(xiàng)的混沌系統(tǒng),并利用它們產(chǎn)生的良好偽隨機(jī)序列,設(shè)計(jì)了一個(gè)可以對(duì)計(jì)算機(jī)以及與計(jì)算機(jī)相連接的移動(dòng)硬盤、U盤等存儲(chǔ)設(shè)備中的文件進(jìn)行加密的密碼系統(tǒng)。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下。
　　(1)基于惠普實(shí)驗(yàn)室的TiO2憶阻器建立了磁控記憶電導(dǎo)的數(shù)學(xué)模型,嘗試?yán)脙蓚€(gè)TiO2憶阻器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種憶阻器混沌振蕩電路,對(duì)其進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析,包括平衡點(diǎn)及其穩(wěn)定性、耗散性、李氏指數(shù)和分岔圖,對(duì)其進(jìn)行了MATLAB仿真和DSP數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。為了產(chǎn)

3、生復(fù)雜的混沌序列,還設(shè)計(jì)了一個(gè)含有雙指數(shù)項(xiàng)的混沌系統(tǒng),對(duì)其進(jìn)行了分析、仿真和數(shù)字化實(shí)現(xiàn),與單指數(shù)混沌系統(tǒng)相比它較具有更復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性。
　　(2)研究了連續(xù)混沌系統(tǒng)的離散量化方法,建立了連續(xù)混沌系統(tǒng)的離散數(shù)學(xué)模型,分別利用門限閾值法和位抽取法對(duì)構(gòu)造的構(gòu)造的TiO2憶阻器混沌系統(tǒng)和雙指數(shù)混沌系統(tǒng)進(jìn)行量化,獲得了混沌數(shù)字偽隨機(jī)序列。基于NIST(National Institute of Standards and Technolo

4、gy,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù))標(biāo)準(zhǔn),采用NIST測(cè)試包對(duì)獲得的混沌數(shù)字序列進(jìn)行了隨機(jī)性能測(cè)試,測(cè)試結(jié)果符合NIST標(biāo)準(zhǔn)。
　　(3)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于JAVA語言和MySQL數(shù)據(jù)庫的PC機(jī)文件加密系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)中,對(duì)原始的DES、AES算法進(jìn)行改進(jìn),即將混沌序列和原始的加密算法結(jié)合起來,把構(gòu)造的混沌系統(tǒng)作為密鑰序列發(fā)生器,以混沌序列作為基密鑰,采用混沌-DES、混沌-AES混合算法。該系統(tǒng)采用JAVA語言編程和MySQL數(shù)據(jù)庫對(duì)用戶的信息