密鑰流生成算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、由于流密碼的加密和解密方法簡單，因此非常適合實(shí)時(shí)性高的流數(shù)據(jù)保密傳輸要求。流密碼研究的關(guān)鍵問題之一是密鑰流生成算法的設(shè)計(jì)。如何構(gòu)造周期大、線性復(fù)雜度高、偽隨機(jī)性好的密鑰流序列是密碼學(xué)者們重點(diǎn)關(guān)注的課題。論文重點(diǎn)研究密鑰流生成算法的設(shè)計(jì)、偽隨機(jī)序列的特性和測試、序列加密在PCM/FM再入遙測系統(tǒng)中的應(yīng)用等問題。所做的主要工作和取得的結(jié)論包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.針對(duì)字符加解密算法存在特定明文串對(duì)應(yīng)特定密文串的缺陷，提出基于兩個(gè)

2、移位寄存器相互干擾的改進(jìn)算法和基于混沌序列的字符加解密算法。第一種算法是增加移位寄存器的個(gè)數(shù)使其輪流工作互相干擾，第二種算法是引入混沌序列來改變移位寄存器的初始狀態(tài)。實(shí)例分析這兩種加解密算法，結(jié)果表明，改進(jìn)后的算法部分彌補(bǔ)了缺陷，增大了密文空間，提高了密文的破解難度。
　　 2.針對(duì)單混沌系統(tǒng)因計(jì)算機(jī)有限精度效應(yīng)產(chǎn)生的混沌退化問題，提出一種多級(jí)混沌映射交替變參數(shù)的密鑰流生成算法。該算法基于一維Logistic映射和二維Henon

3、映射，以交錯(cuò)變參的Logistic映射的混沌迭代值的漢明重量來控制Henon映射輸出密鑰流。分析生成序列的平衡性、游程特性、相關(guān)特性及局部隨機(jī)統(tǒng)計(jì)特性，結(jié)果表明，生成序列具有較好的隨機(jī)性，并且難以預(yù)測，與單一的混沌映射相比，系統(tǒng)復(fù)雜度更高，保密性更強(qiáng)。
　　 3.基于線性同余原理，設(shè)計(jì)一種線性同余比較器。該同余比較器將兩個(gè)獨(dú)立的線性同余生成器結(jié)合起來，并用一個(gè)比較器來控制輸出。將輸出序列作為擾動(dòng)信號(hào)，以異或函數(shù)疊加到混沌軌道來改

4、善混沌系統(tǒng)生成序列的隨機(jī)性。分析攻擊者通過線性同余比較器生成序列來破解種子密鑰的計(jì)算復(fù)雜度，及加入隨機(jī)擾動(dòng)后的混沌序列的平衡度、相關(guān)性及初值敏感性，結(jié)果表明，計(jì)算復(fù)雜度是呈指數(shù)冪增長的，線性同余比較器生成序列具有前向和后向不可預(yù)測性，并且該密鑰流生成器具有較大的密鑰空間，可以生成具有良好隨機(jī)性的序列，可以有效地克服混沌序列在有限精度實(shí)現(xiàn)時(shí)出現(xiàn)的短周期問題。
　　 4.針對(duì)遙測系統(tǒng)，設(shè)計(jì)遙測數(shù)據(jù)加解密及密鑰同步方案。該方案以幀為單