基于擾動(dòng)的混沌序列密碼算法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)絡(luò)信息安全在計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越普及的今天變得十分重要，它關(guān)系到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗Ｃ艽a技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)信息安全的一個(gè)重要分支，正在得到越來越多的研究和關(guān)注，這些都促使了密碼學(xué)的飛速發(fā)展。混沌作為一種復(fù)雜的非線性現(xiàn)象，其諸多性質(zhì)都表現(xiàn)出了與密碼學(xué)要求相符合的現(xiàn)象，因此得到了密碼學(xué)者的廣泛關(guān)注，從而誕生了一門新新的分支學(xué)科——混沌密碼學(xué)。混沌系統(tǒng)在用于加密時(shí)展現(xiàn)出了優(yōu)良的特性，無論對(duì)于傳統(tǒng)的文字信息還是新型的圖像、多媒體信息。然而，混沌系統(tǒng)

2、在表現(xiàn)出其與密碼系統(tǒng)的相適應(yīng)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也暴露出了一些固有的缺點(diǎn)?；煦缦到y(tǒng)本是運(yùn)行在連續(xù)域中的非線性動(dòng)力系統(tǒng)，當(dāng)它按照密碼學(xué)要求數(shù)字化后，一些重要的動(dòng)力學(xué)特性出現(xiàn)退化現(xiàn)象，從而導(dǎo)致密碼系統(tǒng)的不安全，這種現(xiàn)象叫做有限精度效應(yīng)。
　　 本文所做的主要工作就是研究和設(shè)計(jì)可以解決數(shù)字化混沌系統(tǒng)在有限精度效應(yīng)下動(dòng)力學(xué)特性退化的方法。首先介紹了混沌密碼學(xué)的一些預(yù)備知識(shí)，總結(jié)了混沌理論發(fā)展的歷史，并對(duì)混沌理論的一些描述主要特征的量進(jìn)行了學(xué)習(xí)和

3、討論，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了一些數(shù)字化混沌模型，研究了經(jīng)典的一維Logistic映射與二維Arnold映射?；仡櫫诵蛄忻艽a的發(fā)展?fàn)顩r，學(xué)習(xí)了序列隨機(jī)性的概念，對(duì)由線性反饋移位寄存器構(gòu)造非線性序列產(chǎn)生器技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要從隨機(jī)性理論的角度分析了序列的數(shù)學(xué)性質(zhì)。
　　 重點(diǎn)研究了以偽隨機(jī)序列對(duì)混沌系統(tǒng)進(jìn)行擾動(dòng)的加密技術(shù)。以線性反饋移位寄存器構(gòu)造非線性序列產(chǎn)生器產(chǎn)生偽隨機(jī)擾動(dòng)序列，對(duì)以一維Logistic映射為例的數(shù)字混沌系統(tǒng)進(jìn)行輸入

4、輸出雙方面的擾動(dòng)，結(jié)合單向散列函數(shù)的概念，產(chǎn)生出隨機(jī)性優(yōu)良的密鑰序列，并在加密完成后將密文進(jìn)行反饋，把明文的信息帶入到后面的加密過程中，破壞了輸出序列的線性特征，給密碼分析造成了困難。在設(shè)計(jì)完成算法之后進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了Golomb隨機(jī)性公設(shè)檢驗(yàn)、Shannon的密碼設(shè)計(jì)要求檢驗(yàn)，所得的結(jié)果均比較符合理論的要求。
　　 最后介紹了數(shù)字圖像加密技術(shù)，討論了二維廣義Arnold映射作用于圖像加密的方法與性質(zhì)，并結(jié)合前面