混沌Hash函數(shù)及其在電子商務(wù)安全中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著因特網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和普及，網(wǎng)上購(gòu)物、網(wǎng)上銀行、電子簽名等電子商務(wù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。盡管電子商務(wù)的發(fā)展勢(shì)頭非常驚人，但它卻存在著安全隱患，這就是如何保證傳輸數(shù)據(jù)的安全和交易雙方的身份確認(rèn)。在電子商務(wù)中，通常利用單向Hash函數(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)字簽名和身份認(rèn)證技術(shù)來(lái)保障交易數(shù)據(jù)的完整性、交易雙方身份的可認(rèn)證性以及交易信息的不可抵賴(lài)性。但由于人們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)Hash函數(shù)存在著安全漏洞，因而構(gòu)造新的安全的Hash函數(shù)對(duì)電子商務(wù)

2、安全具有重要意義。本論文主要致力于研究利用混沌系統(tǒng)迭代過(guò)程的單向性設(shè)計(jì)混沌Hash函數(shù)的技術(shù)，并將所設(shè)計(jì)的混沌Hash函數(shù)用于數(shù)字簽名、身份認(rèn)證和移動(dòng)微支付協(xié)議中。本文采用了基于混沌理論的Hash函數(shù)構(gòu)造研究結(jié)合電子商務(wù)安全和移動(dòng)支付需求，設(shè)計(jì)一次性口令身份認(rèn)證協(xié)議及移動(dòng)微支付協(xié)議的技術(shù)路線(xiàn)，開(kāi)展了以下研究工作： (1)通過(guò)對(duì)Hénon混沌系統(tǒng)引進(jìn)正弦因子及頻率因子和位相控制參數(shù)得到類(lèi)Henon混沌系統(tǒng)。類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)不僅

3、模型簡(jiǎn)單，有較大的參數(shù)空間，而且逆向迭代非常困難?；诨煦绲幕纠碚搶?duì)類(lèi)Hénon系統(tǒng)的混沌特性進(jìn)行了分析，討論了類(lèi)Hénon系統(tǒng)的最大Lyapunov指數(shù)，得到了類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)對(duì)初值和參數(shù)具有敏感性的仿真結(jié)果。 (2)設(shè)計(jì)了基于類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)的序列密碼算法。根據(jù)類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)對(duì)初始條件和參數(shù)的敏感性以及迭代過(guò)程的偽隨機(jī)性，提出了一種基于類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)的密鑰序列生成算法。該算法將參數(shù)和初值帶入混沌映射，經(jīng)

4、過(guò)迭代產(chǎn)生任意長(zhǎng)度的混沌序列，并將其進(jìn)行量化，量化后得到的密鑰序列具有良好的統(tǒng)計(jì)特性。另外，還通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)，對(duì)所生成的混沌序列進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，這種算法生成的混沌序列具有隨機(jī)性好，分布均勻的特點(diǎn)，并且有較大的密鑰空間，可以有效地保障明文的安全。 (3)根據(jù)混沌理論和Hash函數(shù)理論，在詳細(xì)分析現(xiàn)有的典型Hash函數(shù)和混沌Hash函數(shù)設(shè)計(jì)方案及其不足的基礎(chǔ)上，提出了一種基于類(lèi)Hénon混沌系統(tǒng)的混沌Hash函數(shù)構(gòu)造算法。

5、該算法通過(guò)對(duì)類(lèi)Hénon系統(tǒng)循環(huán)迭代，對(duì)消息進(jìn)行變換來(lái)構(gòu)造混沌Hash函數(shù)。理論分析與計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該混沌Hash函數(shù)對(duì)初值和參數(shù)極端敏感，很好地達(dá)到了Hash函數(shù)的各項(xiàng)性能要求，而且算法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。 (4)在分析經(jīng)典的身份認(rèn)證方案，特別是一次性口令認(rèn)證方案OTP中S/KEY方案存在的問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了一種新的身份認(rèn)證協(xié)議COTP。與其它的一次性口令認(rèn)證協(xié)議不同，在COTP一次性口令認(rèn)證協(xié)議中，采用了基于混沌置亂

6、排序表的設(shè)計(jì)算法，在用戶(hù)登錄過(guò)程中用置亂排序后的次數(shù)代替真正的迭代次數(shù)，對(duì)協(xié)議中用到的種子進(jìn)行了加密處理。理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)表明，COTP認(rèn)證協(xié)議能抵御小數(shù)攻擊、重放攻擊及內(nèi)部人員攻擊，能對(duì)傳輸?shù)姆N子和迭代次數(shù)進(jìn)行加密，并實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)和服務(wù)器的雙向認(rèn)證。 (5)通過(guò)對(duì)現(xiàn)有微支付協(xié)議的分析研究，指出了它們?cè)诎踩约斑\(yùn)行效率方面存在的問(wèn)題，并在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于混沌雙Hash鏈的移動(dòng)微支付協(xié)議CMP。該協(xié)議主要是針對(duì)價(jià)值較低的網(wǎng)絡(luò)信息