基于混沌的密碼Hash函數(shù)的設計.pdf

1、隨著計算機網(wǎng)絡技術的不斷進步和完善，人類社會進入了一個新的時代一信息時代。在信息時代，人們的學習、生活和工作發(fā)生了翻天覆地的變化，人們可以通過網(wǎng)絡進行大量的信息交流，極大的便利了人們的生活，但是網(wǎng)絡同樣也存在安全漏洞。Hash函數(shù)是密碼學一個重要組成部分，主要應用于數(shù)字簽名、數(shù)據(jù)完整性校驗和身份認證等領域中。國際上通用的Hash函數(shù)是MD5和SHA-1，但是隨著密碼技術的不斷發(fā)展，MD5和SHA-1相繼被密碼學家成功破譯，證明MD5和S

2、HA-1是不安全的。近年來，由于混沌系統(tǒng)具有偽隨機性、非周期性、不可預測性和對初值的敏感性等特性，利用混沌系統(tǒng)來構造hash函數(shù)是當今密碼學界的一個研究熱點。
　　本論文的內(nèi)容主要包括以下幾個方面：
　　(1)介紹了Hash函數(shù)的研究基礎和混沌基礎理論。首先，簡單概述了Hash函數(shù)的基本定義、基本性質、實際應用、分類、常見的迭代結構和評價指標。然后，介紹了混沌基礎理論，最后，介紹了混沌Hash函數(shù)的設計方法。
　　(2

3、)構造了一種基于Tandem-DM結構的混沌Hash函數(shù)。本算法中的混沌映射為離散混沌映射，是在整數(shù)域上進行計算的，和浮點運算相比，運算速度較快。算法利用離散混沌映射構造可并行的離散混沌映射網(wǎng)絡，然后將其應用于Tandem-DM結構中，經(jīng)過運算產(chǎn)生256比特的Hash值。通過仿真對本算法進行分析，表明本算法具有單向性，好的混亂與擴散特性和抗碰撞性，滿足Hash算法的各項性能指標。
　　(3)構造了一種基于樹形結構的混沌Hash函數(shù)

4、。該算法是一種帶密鑰的Hash函數(shù)，在整體結構上采用的樹形的迭代結構，其壓縮函數(shù)采用置換一截斷的方式，其核心部件是交叉耦合映像格子。整數(shù)交叉耦合映像格子對初始密鑰進行密鑰擴展得到若干子密鑰，這些子密鑰應用于交叉耦合映像格子的迭代過程中。在樹形結構的基礎上，通過壓縮函數(shù)對消息進出處理得到Hash值，本算法可以產(chǎn)生128比特、224比特、256比特、384比特和512比特的Hash值。通過實驗測試，表明本算法具有好的安全性和高的可并行性，且