基于细胞自动机的加密算法研究

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1、南京理工大学硕士学位论文基于细胞自动机的加密算法研究姓名：庄宁申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：张宏20080601硕士论文基于细胞自动机的加密算法研究摘要随着计算机网络技术的迅猛发展，信息资源的开发利用已经深入社会发展的各个领域，给人们的日常生活带来了极大的方便；然而，计算机网络所具有的开放性与共享性，使得信息安全问题也日益成为人们关注的焦点。在保障信息安全的诸多技术中，密码技术无疑扮演着举足轻重的角色，因此，各国都在积极探索、开发具有独立自主知识产权的密码系统。细胞自动机以其特有的结构的简单性、内在的并行

2、性以及复杂计算的能力，成为密码学中研究的热点之一，并展现出极具诱惑力的发展前景。本文正是以细胞自动机理论为基础，在以下几个方面对密码技术作了相关研究与探讨：1，以前人提出的利用可逆细胞自动机加密的原理为基础，把一维可逆细胞自动机的加密方式扩展N-维空间，设计了一个分组加密算法，并通过诸多技术对它进行了改进，使它能满足一个密码系统的安全要求；2，为了能更方便快速的构造可逆细胞自动机，本文从理论上对可逆细胞自动机作了一些新的探讨，得出了相关结论，并利用一种通过逻辑表达式能快速构造的可逆细胞自动机，设计了一个基于任意维规则的分组

3、加密算法，并结合仿真，说明了它能达到一定的混乱效果；3，在分析了一种已有的基于可逆细胞自动机理论的公钥算法的基础上，进一步讨论了可逆规则与不可逆规则的转化问题，然后对原算法作了两点改进，提出了一种更为普遍的解密方法，使之能灵活适用于各种具体的加密模型；4，在上述公钥加密算法的基础上，提出了两种分布式加密方案，在某种程度上分别解决了“多把钥匙"开“多扇门"和“多把钥匙"开“一把锁“的问题，达到了秘密共享的效果；5，对利用触发细胞自动机规则加密的理论作了进一步的探讨，首先提出了把一维触发细胞自动机的规则作用于多维空间中的加密方

4、法，并且以二维为例，说明了这种加密能达到更好的效果；其次，从触发细胞自动机的构造原理出发，介绍了一种基于任意维邻域规则的触发细胞自动机的加密方法，并结合仿真，说明了这种方法具有良好的扩散特性。关键词：密码学，细胞自动机，分组加密算法，可逆细胞自动机，公钥算法，秘密共享，触发细胞自动机AbstractWiththedevelopmentofthecomputerandnetworktechnique，theutilizationofinformationresourceshavegreatlyeffectedmanyfiel

5、dsofthesociety，whichbrought图陀atconveniencetoourdailylife；But,bytheopeningandsharingofthecomputerne咖rkintormationsecurityhasalsobecomeagrowingissueinoursociety．Ofthemanyinformationsecuritytechnology,cryptographydoesundoubtedlyplayadecisiveroleinthese．SOeachcountryh

6、astoinvestigateanddevelopthecryptographicsystemwithindependentintellectualproperty．Becauseofitssimplicityofstructure，computations，cellularautomatahasbecomeahighlyattractiveprospectsforitsdevelopment．inherentparallelismandcapacityofcomplexhotspotinrecentyears，which

7、alsoshowaInthispaper,basedonthetheoriesofcellularautomata，Idiscusssomeencryptionalgorithmsandtechnologyasfollows：1,Onthebaseofusingreversiblecellularautomataintheprinciplesofencryptionbypredecessors，thispaperputsforwordablockencryptionalgorithm，whichusesone-dimens

8、ionalreversiblecellularautomataencryptingonthetwo．dimensionalspace,theninordertomakeittomeetthesecurityrequirementsofabasiccryptographicsystem，Ialsoimpr