PC機存儲介質(zhì)混沌加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天,計算機已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于人類生活和工作的各個領(lǐng)域,由此帶來的信息安全問題也越來越突出和不容忽視。機密文件的不慎泄露及被非法竊取和篡改是一個較為普遍的安全隱患,而如何遏制此類安全隱患也是人們一直面臨的問題。密碼學(xué)是解決信息安全問題的基石,而數(shù)據(jù)加密技術(shù)則是有效遏制此類安全隱患的方法之一。混沌因其對初始狀態(tài)極端敏感、類噪聲等優(yōu)良特性與傳統(tǒng)密碼學(xué)建立了緊密的聯(lián)系,并逐漸形成了一門新的學(xué)科:混沌密碼學(xué)。本文將混沌與傳統(tǒng)密

2、碼學(xué)中的序列密碼和分組密碼結(jié)合起來,在VC平臺下實現(xiàn)了基于混沌流密碼和基于混沌的“一組一密”分組密碼的文件加密系統(tǒng),該系統(tǒng)可對PC機硬盤內(nèi)的各種類型的文件進行加解密操作,另外,也可用于加密與PC機配接的各種移動存儲介質(zhì)內(nèi)的文件。主要工作包括以下幾個方面:
　　 (1)介紹了混沌和密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識及混沌和密碼學(xué)之間的區(qū)別和聯(lián)系。包括混沌的基本概念、序列密碼和分組密碼的基本概念,及本文所使用的分組密碼算法DES、三重DES的加密原理

3、。詳細(xì)介紹了混沌與密碼學(xué)之間的自然聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上闡述了混沌映射的選取和目前的幾種混沌密碼設(shè)計方案,為以后將混沌和傳統(tǒng)密碼學(xué)相結(jié)合奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (2)在Rossler混沌系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出了一個新的混沌模型,對該模型進行了包括對稱性、平衡點、穩(wěn)定性、分岔圖和Lyapunov指數(shù)等特性的基本動力學(xué)分析。提出了基于DSP的混沌數(shù)字化實現(xiàn)和序列產(chǎn)生方法,介紹了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute ofS

4、tandards and Technology,NIST)發(fā)布的序列隨機性能測試工具包STS的十五項性能指標(biāo)和結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn),對混沌偽隨機序列進行了NIST性能測試和結(jié)果分析,測試結(jié)果表明,序列性能良好,滿足加密系統(tǒng)需求。
　　 (3)在VC平臺設(shè)計實現(xiàn)了一個基于混沌文件加密系統(tǒng)。為增強系統(tǒng)的安全性,設(shè)置了一個系統(tǒng)登錄密碼,該密碼以其MD5散列值的形式存儲在數(shù)據(jù)庫中,使得用戶口令的存儲更為安全。加密系統(tǒng)采用了三種密碼算法:混沌序列

5、密碼、混沌DES分組密碼以及混沌三重DES分組密碼?；煦缧蛄忻艽a是以混沌序列作為密碼流進行加密,而混沌DES和混沌三重DES分組密碼則是以混沌序列作為種子密鑰進行加密。三種算法都是以混沌二值序列為密鑰,對文檔、圖片、音視頻等類型文件進行加、解密操作?；煦缧蛄忻艽a是目前混沌與傳統(tǒng)密碼結(jié)合的最為常見的一種算法；傳統(tǒng)的DES算法存在密鑰長度短、密鑰空間小等缺陷,為克服這種缺陷,本文采用“一組一密”的方式將混沌與DES算法相結(jié)合,即每加密一組明

6、文更換一組混沌密鑰,擴展了密鑰空間:混沌三重DES密碼算法則彌補了在明文空間較小的情況下,混沌DES算法在抵抗逐組暴力攻擊方面的缺陷。
　　 (4)對混沌加密系統(tǒng)進行了性能分析。該加密系統(tǒng)設(shè)計了三類不同的混沌映射,即離散混沌、連續(xù)混沌及連續(xù)超混沌,根據(jù)分組密碼和序列密碼的分析方法,對三類混沌系統(tǒng)的密鑰空間、敏感性、密鑰序列隨機性能等方面進行了安全性估計,離散混沌、連續(xù)混沌及連續(xù)超混沌系統(tǒng)的密鑰空間分別達到了1029、7.5×10