基于混沌映射的加密算法研究.pdf

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1、摘要随着计算机和网络技术的快速发展，信息安全已成为研究的热点和关键问题。安全功能的复杂性以及攻击手段的层出不穷，迫切需要研究和开发出更多安全、高效、可靠的信息安全技术。将混沌理论引入信息安全领域是当前国际非线性科学和信息科学两个学科交叉融合的热门前沿课题之一。混沌和密码学之间具有天然的联系和结构上的某种相似性，启示着人们把混沌应用于密码学领域。例如，混沌的类随机特性和对系统参数的敏感性对应于传统加密系统的混乱特性；混沌的轨道混合特性(与轨道发散和初值敏感性直接相联系)对应于传统加密系统的扩散特性。可见，混沌所具有的良好特性保证了混沌加密算法和传统加密算法一样好。混

2、沌的发展是建立在对具体的混沌系统的研究之上的，本文主要运用的混沌系统包括一维分段线性混沌映射、chebyshev混沌映射、logistic混沌映射，并利用此混沌映射设计随机序列和Hash函数。首先，利用chebyshev混沌映射的密码学特性，设计一种双混沌系统的伪随机序列发生器，并对其进行性能分析和计算机仿真。仿真实验结果表明，该算法产生的伪随机序列具有理想的性能。接着，利用一维线性混沌映射的密码学特性，借鉴传统密码学有关知识，背包问题的困难性来构造Hash函数，并对实际文本进行实验和分析。实验和分析的结果表明该算法对初值有高度敏感性以及其混乱和扩散性能相当稳定，

3、具有良好的Hash函数特性。关键词混沌映射，随机序列，chebyshev映射，Hash函数，背包问题AbstractWiththeincreasingdevelopmentofthecomputerandnetworktechnology,informationsecurityhasbecomeahotspotandkeyissueofthestudy．Becauseofthecomplexityofsecurityfunctionsandvariousattackmeans，thereisanurgentneedtostudyanddevelopmoresecu

4、re，efficient，reliableinformationsecuritytechnology．Thechaotictheoryisintroducedintothefieldofinformationsecurity,whichisoneofcurrentinternationalfrontiertopicsofthefusionofnonlinearscienceandinformationscience．Chaosandcryptographyhaveanaturalrelationandsomesimilaritiesinstructure，whic

5、henlightenchaosappliedtothefieldofcryptography．Example，therandomcharacteristicofchaosandthesensitivitytosystemparameterscorrespondtotheconfusioncharacteristicoftraditionalencryptionsystem；theorbitmixingcharacteristicofchaoscorrespondstothediffusioncharacteristicoftraditionalencryption

6、system．Thus，theexcellentmixingcharacteristicensuresmatchaoticencryptionalgorithmsareasgoodastraditionalencryptionalgorithms．Thedevelopmentofchaosisbasedontheresearchofspecificchaoticsystems．Chaoticsystemswhichthepapermainlyresearchincludeone—dimensionalpiecewiselinearchaoticmap，chebys

7、hevchaoticmap，logisticchaoticmapwhichareusedtodesignrandomsequenceandHashfunction．First，thepaperusescryptographycharacteristicofchebyshevchaoticmaptodesignapseudo—randomsequencegeneratorofdoublechaoticsystemandanalyzeperformanceofthechaoticsystem．Theresultdemonstratesthatthepseudo．ran

8、domse