混沌密碼與傳統(tǒng)密碼的比較研究及密碼應用.pdf

1、在信息時代，信息安全已成為世界性的現(xiàn)實問題，誰沒有信息的獨立和主權(quán)，誰就沒有真正的國家獨立和主權(quán)。誰沒有信息安全，誰就沒有國家的政治、經(jīng)濟、軍事等方面的安全。而密碼，則是信息安全的核心，為國家的信息和通信保密安全提供保障。近些年來，由于量子技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)密碼的安全性受到了威脅。所以，以混沌密碼為代表的新形態(tài)密碼，可以為信息安全提供可靠保障。
　　 本文從混沌分組密碼的理論研究出發(fā)，通過比較混沌密碼與傳統(tǒng)密碼的性質(zhì)，并且對混沌密

2、碼提出了兩個應用。具體包括：研究混沌理論中關(guān)鍵的性能指標：Lyapunov指數(shù)，離散熵，離散混沌等指標。從數(shù)學角度推算出Lyapunov指數(shù)與混沌狀態(tài)的定量關(guān)系；從離散熵的數(shù)學推導中得到混沌相空間中的不確定性計算；從離散混沌的定義出發(fā)，證明了Lyapunov指數(shù)與離散混沌的關(guān)系。研究傳統(tǒng)密碼的性能分析方法，對比研究了混沌密碼和傳統(tǒng)密碼的性能指標。主要從結(jié)構(gòu)、S盒、P盒、操作符、安全性等方面，計算利用混沌生成不同的密碼學部件的性能指標。并

3、且采用傳統(tǒng)密碼的分析方法，進行了大量仿真實驗，對比研究了兩種算法的優(yōu)缺點。提出一個抗差分攻擊的SMS4改進方案。通過分析原始算法固定S盒的差分攻擊。該方案在原密碼算法的結(jié)構(gòu)上，提出了基于雙混沌映射的密鑰生成算法和動態(tài)S盒生成算法。該算法利用混沌系統(tǒng)初值敏感性等特點，通過多輪迭代運算生成密鑰空間大的密鑰流，構(gòu)造非線性特性和差分均勻性良好的動態(tài)S盒。本文對該改進算法進行了仿真測試和安全性分析，證明該改進算法具備良好的密碼學性質(zhì)，具備優(yōu)良的抗