混沌加密算法和Hash函數(shù)構(gòu)造研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的日益普及,管理信息系統(tǒng)、電子商務(wù)、電子政務(wù)、電子郵件、和網(wǎng)絡(luò)游戲等應(yīng)用形式紛紛出現(xiàn)在人們的工作和日常生活中,并成為其中不可缺少的部分。信息安全成為了學(xué)術(shù)界和企業(yè)界共同關(guān)注的熱點(diǎn)。研究信息安全問題具有重大的理論意義和實(shí)用價(jià)值。加密算法和Hash函數(shù)是密碼學(xué)中的兩項(xiàng)基本技術(shù),它們?cè)诒ＷC信息安全的過程中發(fā)揮著重要的作用。隨著數(shù)字產(chǎn)品應(yīng)用的不斷深入和攻擊手段的不斷發(fā)展,迫切需要研究和開發(fā)出更多安全、高效

2、、可靠的信息安全技術(shù)。將混沌理論引入信息安全領(lǐng)域是當(dāng)前國際非線性科學(xué)和信息科學(xué)兩個(gè)學(xué)科交叉融合的熱門前沿課題之一。本論文主要致力于對(duì)基于混沌理論的加密算法和Hash函數(shù)構(gòu)造進(jìn)行深入的研究,并嘗試將其用于保障信息的安全。在本論文中完成了以下的工作:①對(duì)混沌的理論和現(xiàn)代密碼學(xué)作了論述。對(duì)基于混沌理論的密碼技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析。首先對(duì)比了混沌理論與密碼學(xué)的關(guān)系,接著按照混沌流密碼、混沌分組密碼、混沌公鑰密碼、其它的混沌密碼和混沌圖像加

3、密方法和混沌Hash函數(shù)的順序,分別對(duì)它們進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。②對(duì)一種基于迭代混沌映射的加密算法進(jìn)行了安全分析,指出了該算法容易受到攻擊的原因,并給出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。然后對(duì)設(shè)計(jì)這類加密算法應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析,并提出了一種基于多個(gè)Logistic映射的加密算法。③對(duì)分段線性混沌映射的差分特性進(jìn)行了分析,并以此為基礎(chǔ),提出了一種構(gòu)造S盒的方法。然后利用此構(gòu)造S盒的方法,設(shè)計(jì)了一種基于動(dòng)態(tài)S盒的分組加密算法。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該

4、算法具有可靠的安全性和加密速度快等優(yōu)點(diǎn)。④對(duì)時(shí)空混沌中的一種常用模型——耦合映象格子進(jìn)行了分析。然后從密碼學(xué)應(yīng)用的角度出發(fā),對(duì)此模型在計(jì)算機(jī)有限精度下的混沌序列周期和格子之間的同步穩(wěn)定性進(jìn)行了論述。⑤對(duì)典型的基于時(shí)空混沌的Hash函數(shù)構(gòu)造方案進(jìn)行了論述。對(duì)其中一種Hash函數(shù)構(gòu)造算法存在的不足進(jìn)行了分析,并提出了相應(yīng)的改進(jìn)算法。改進(jìn)后算法的效率顯著提高,且彌補(bǔ)了原算法中存在的碰撞漏洞。⑥將傳統(tǒng)的Hash迭代結(jié)構(gòu)與二維耦合映象格子模型結(jié)合