基于同步的時(shí)空確定性隨機(jī)流密碼及密鑰交換研究.pdf

1、混沌與密碼學(xué)之間存在本質(zhì)聯(lián)系，但僅依賴遍歷性與初值敏感性混沌密碼的安全性沒有獲得突破性的進(jìn)展。因此新非線性動(dòng)力學(xué)機(jī)制的探索是混沌密碼研究的一種關(guān)鍵手段。具有短期不可預(yù)測(cè)性質(zhì)的漸進(jìn)確定性隨機(jī)連接了混沌與隨機(jī)過程，是對(duì)耗散及保守系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展，在突破混沌密碼安全性瓶頸方面具有重要作用。本文主要研究基于同步理論的時(shí)空確定性隨機(jī)自同步流密碼系統(tǒng)和神經(jīng)密鑰交換協(xié)議，主要工作包括： 第一章簡(jiǎn)要介紹了傳統(tǒng)密碼體制以及基于同步技術(shù)的混沌保

2、密通信與密鑰交換技術(shù)研究現(xiàn)狀。 第二章研究了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)互學(xué)習(xí)的高效率密鑰交換協(xié)議，在詳細(xì)分析針對(duì)此協(xié)議幾何及組合攻擊方案的基礎(chǔ)上，基于漸近確定性隨機(jī)解釋模型，提出一種同步與混淆分離的神經(jīng)密鑰交換協(xié)議，在必要的同步驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)上，利用不可逆非線性變換對(duì)感知器的輸出實(shí)現(xiàn)充分混淆，統(tǒng)一了神經(jīng)密鑰交換協(xié)議可同步性和混淆性之間的矛盾。分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在不影響同步時(shí)間條件下，可將幾何攻擊的成功概率降為強(qiáng)力攻擊的水平，而組合攻擊的成功概率仍

3、隨權(quán)重取值范圍的增大而指數(shù)衰減。進(jìn)一步詳細(xì)分析了所提方案在一種改進(jìn)組合攻擊下的安全性能。 第三章對(duì)目前安全性最高的一類時(shí)空混沌自同步流密碼進(jìn)行了安全性分析，研究發(fā)現(xiàn)此類原型方案等價(jià)于近似漸近確定性隨機(jī)系統(tǒng)，并存在重要安全與性能缺陷。即單級(jí)擴(kuò)散和混淆能力弱，只有在很高耦合強(qiáng)度下才能實(shí)現(xiàn)并行加密，以及在特定條件下將退化為一維混沌系統(tǒng)并對(duì)微擾不敏感。在此基礎(chǔ)上提出兩種類差分選擇密文攻擊算法，在此攻擊下數(shù)百步的迭代便可恢復(fù)密鑰。