幾類混沌加密系統(tǒng)的分析、改進及應用.pdf

1、隨著計算機技術與通信技術的迅猛發(fā)展，數(shù)字信息在世界范圍內(nèi)得到日益廣泛的應用。然而，數(shù)字信息易于拷貝和發(fā)布，給其應用帶來了諸多安全問題。當前，數(shù)字信息在互聯(lián)網(wǎng)和無線通信網(wǎng)絡中的安全通信技術成為極具重要性的研究方向。 密碼學是保護信息安全的最基本的手段。混沌理論和密碼學之間有著天然的聯(lián)系：混沌系統(tǒng)的一些動力學特性大致對應著傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)的某些安全特征，而具有良好混合性的傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)又暗示著擬混沌現(xiàn)象。自二十世紀80年代以來，利用混沌系

2、統(tǒng)構造新型密碼系統(tǒng)引起了國內(nèi)外眾多學者的關注。現(xiàn)已有大量的研究結果發(fā)表，出現(xiàn)了不少充滿希望的進展。同時，一些設計混沌密碼的系統(tǒng)方法已開始出現(xiàn)，從而使這些密碼算法具有較高的實用價值和安全性。 本論文主要致力于對幾類基于混沌變換的加密系統(tǒng)做深入細致的密碼學分析，并在此基礎上設計了幾類改進的混沌加密系統(tǒng)。論文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新之處有： (1) 對當前混沌密碼學的發(fā)展狀況進行了詳細的分析、歸納和總結，并對現(xiàn)有的混沌密碼學的分析

3、方法進行了系統(tǒng)的概括，提出了目前存在的一些需要解決的關鍵問題； (2) 成功的破譯了日本學者Masuda和Aihara提出的基于離散帳篷映射設計 的混沌加密系統(tǒng)，指出該加密系統(tǒng)在選擇明文攻擊下是脆弱的。然后，通過引入密鑰編排過程，對該加密系統(tǒng)做了改進，設計了一個密鑰易于擴展的混沌加密系統(tǒng)； (3) 對一類采用混沌掩碼改進的Baptista類型的混沌加密算法進行了密碼學安全分析。指出該加密系統(tǒng)第二類掩碼算法中存在信

4、息泄露問題，并提出了一種選擇明文攻擊方案，能夠將強力攻擊所需搜索的密鑰空間顯著縮?。?(4)利用高維比特矩陣運算的特性設計了一個快速的公鑰加密算法。該算法的優(yōu)點是不依賴于高精度的計算環(huán)境和大素數(shù)； (5) 首次給出了尋找一般的矩陣映射在域GF（Pn）上的周期公式的一般算法，這里P是素數(shù)，n是一個正整數(shù)。在此基礎上，給出了Arnold映射和T-矩陣映射在GF(2n)上的周期公式。進而，一般的矩陣映射在GF（Pn）上的周期公