分組加密算法的密鑰空間拓展與安全混沌的研究.pdf

1、本文首先簡(jiǎn)要闡述了傳統(tǒng)分組密碼和混沌加密理論的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。DES作為傳統(tǒng)分組密碼算法的典型代表，存在密鑰空間太小的致命弱點(diǎn)，在窮舉密鑰攻擊下被破譯。AES分組密碼算法擴(kuò)大了密鑰空間，但要取代DES成為一種普遍接受的通用加密算法也存在實(shí)施和過渡方面的困難，況且能否經(jīng)受各種密碼分析方法的攻擊還要經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)。在混沌加密理論方面，主要進(jìn)展表現(xiàn)在混沌保密通信和混沌分組加密算法以及基于混沌的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的各種方法和方案，混沌密碼學(xué)已成為混

2、沌研究的重要應(yīng)用領(lǐng)域。 針對(duì)DES密鑰空間過小而不能抵抗窮舉攻擊的問題，本文給出了一種基于混沌映射的密鑰空間拓展方法，從而構(gòu)造了一種混沌DES變形算法。密鑰空間拓展方法基于三條原理：Shannon的“一次一密”，“無限密鑰空間”及混沌映射系統(tǒng)可構(gòu)造一個(gè)確定性的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。實(shí)驗(yàn)中用DES作為基本加密算法，Logistic映射作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，通過密鑰拓展成功將DES的密鑰空間由2<'56>增加到2<'100>。實(shí)驗(yàn)證明，這種方法

3、技術(shù)上是容易實(shí)現(xiàn)的。 本文提出了安全混沌應(yīng)具有的5個(gè)安全性條件，接著提出了一個(gè)混沌系統(tǒng)——切延遲橢圓反射腔系統(tǒng)(TD-ERCS)，以此為基礎(chǔ)提出構(gòu)造一個(gè)PRNG的方法，由此產(chǎn)生一個(gè)TD-ERCS序列。研究表明，這類離散混沌系統(tǒng)最大Lyapunov指數(shù)恒大于零，狀態(tài)變量等概率分布且與參數(shù)和初值無關(guān)，全域零相關(guān)性，切延遲一個(gè)單位時(shí)存在一個(gè)穩(wěn)定不變的方形吸引子，切延遲大于一個(gè)單位時(shí)走向各態(tài)遍歷。顯然，TD-ERCS已經(jīng)滿足安全混沌的條