PC機(jī)存儲介質(zhì)混沌加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在信息技術(shù)飛速發(fā)展的今天,計算機(jī)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于人類生活和工作的各個領(lǐng)域,由此帶來的信息安全問題也越來越突出和不容忽視。機(jī)密文件的不慎泄露及被非法竊取和篡改是一個較為普遍的安全隱患,而如何遏制此類安全隱患也是人們一直面臨的問題。密碼學(xué)是解決信息安全問題的基石,而數(shù)據(jù)加密技術(shù)則是有效遏制此類安全隱患的方法之一。混沌因其對初始狀態(tài)極端敏感、類噪聲等優(yōu)良特性與傳統(tǒng)密碼學(xué)建立了緊密的聯(lián)系,并逐漸形成了一門新的學(xué)科:混沌密碼學(xué)。本文將混沌與傳統(tǒng)密

2、碼學(xué)中的序列密碼和分組密碼結(jié)合起來,在VC平臺下實現(xiàn)了基于混沌流密碼和基于混沌的“一組一密”分組密碼的文件加密系統(tǒng),該系統(tǒng)可對PC機(jī)硬盤內(nèi)的各種類型的文件進(jìn)行加解密操作,另外,也可用于加密與PC機(jī)配接的各種移動存儲介質(zhì)內(nèi)的文件。主要工作包括以下幾個方面:
　　 (1)介紹了混沌和密碼學(xué)的基礎(chǔ)知識及混沌和密碼學(xué)之間的區(qū)別和聯(lián)系。包括混沌的基本概念、序列密碼和分組密碼的基本概念,及本文所使用的分組密碼算法DES、三重DES的加密原理

3、。詳細(xì)介紹了混沌與密碼學(xué)之間的自然聯(lián)系,在此基礎(chǔ)上闡述了混沌映射的選取和目前的幾種混沌密碼設(shè)計方案,為以后將混沌和傳統(tǒng)密碼學(xué)相結(jié)合奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 (2)在Rossler混沌系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出了一個新的混沌模型,對該模型進(jìn)行了包括對稱性、平衡點、穩(wěn)定性、分岔圖和Lyapunov指數(shù)等特性的基本動力學(xué)分析。提出了基于DSP的混沌數(shù)字化實現(xiàn)和序列產(chǎn)生方法,介紹了美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute ofS

4、tandards and Technology,NIST)發(fā)布的序列隨機(jī)性能測試工具包STS的十五項性能指標(biāo)和結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn),對混沌偽隨機(jī)序列進(jìn)行了NIST性能測試和結(jié)果分析,測試結(jié)果表明,序列性能良好,滿足加密系統(tǒng)需求。
　　 (3)在VC平臺設(shè)計實現(xiàn)了一個基于混沌文件加密系統(tǒng)。為增強(qiáng)系統(tǒng)的安全性,設(shè)置了一個系統(tǒng)登錄密碼,該密碼以其MD5散列值的形式存儲在數(shù)據(jù)庫中,使得用戶口令的存儲更為安全。加密系統(tǒng)采用了三種密碼算法:混沌序列

5、密碼、混沌DES分組密碼以及混沌三重DES分組密碼?；煦缧蛄忻艽a是以混沌序列作為密碼流進(jìn)行加密,而混沌DES和混沌三重DES分組密碼則是以混沌序列作為種子密鑰進(jìn)行加密。三種算法都是以混沌二值序列為密鑰,對文檔、圖片、音視頻等類型文件進(jìn)行加、解密操作。混沌序列密碼是目前混沌與傳統(tǒng)密碼結(jié)合的最為常見的一種算法；傳統(tǒng)的DES算法存在密鑰長度短、密鑰空間小等缺陷,為克服這種缺陷,本文采用“一組一密”的方式將混沌與DES算法相結(jié)合,即每加密一組明

6、文更換一組混沌密鑰,擴(kuò)展了密鑰空間:混沌三重DES密碼算法則彌補(bǔ)了在明文空間較小的情況下,混沌DES算法在抵抗逐組暴力攻擊方面的缺陷。
　　 (4)對混沌加密系統(tǒng)進(jìn)行了性能分析。該加密系統(tǒng)設(shè)計了三類不同的混沌映射,即離散混沌、連續(xù)混沌及連續(xù)超混沌,根據(jù)分組密碼和序列密碼的分析方法,對三類混沌系統(tǒng)的密鑰空間、敏感性、密鑰序列隨機(jī)性能等方面進(jìn)行了安全性估計,離散混沌、連續(xù)混沌及連續(xù)超混沌系統(tǒng)的密鑰空間分別達(dá)到了1029、7.5×10