密碼安全的偽隨機(jī)浮點數(shù)發(fā)生方法研究.pdf

1、隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和信息安全的日益重要，密碼技術(shù)正越來越廣泛地用于信息系統(tǒng)中保障系統(tǒng)安全。偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器(pseudorandomnumbergenerator，PRNG)因經(jīng)常用于產(chǎn)生各種密鑰而在密碼技術(shù)中舉足輕重。本文旨在研究密碼安全的浮點數(shù)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，用于圖像加密等安全場合。針對一般數(shù)學(xué)迭代算法產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列不能抵抗下一位預(yù)測攻擊，以及隨著計算機(jī)計算能力增強，密鑰空間必須增大以抵抗窮舉搜索攻擊等問題，本文主要做了以下三

2、方面研究工作。 提出了兩種改進(jìn)的混沌映射偽隨機(jī)浮點數(shù)發(fā)生算法。首先，針對一維無限折疊混沌映射初始值選擇挑剔的缺陷，通過引入Logistic混沌映射提出了改進(jìn)的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生方法。該方法不僅對初始值選擇無特殊要求，密鑰空間增大，而且統(tǒng)計性能更優(yōu)。其次，針對無限折疊周期窗口混沌映射因存在周期窗口，不僅使參數(shù)選擇范圍變窄，而且不方便用戶使用的問題，通過改進(jìn)其迭代式消除了周期窗口，使密鑰空間和Lyapunov指數(shù)均增大，統(tǒng)計性能變優(yōu)。另外

3、，這兩種改進(jìn)算法都利用了Hash函數(shù)的“數(shù)字指紋”特征，根據(jù)初始種子值產(chǎn)生的機(jī)密移位信息對輸出序列進(jìn)行了移位，從而使下一位預(yù)測攻擊極為困難，進(jìn)一步增強了序列的安全性。 設(shè)計了一種密碼安全的偽隨機(jī)比特序列發(fā)生器，再將比特序列轉(zhuǎn)化為浮點數(shù)序列。首先，利用計算機(jī)鍵盤輸入和系統(tǒng)時間兩個隨機(jī)源作為密鑰。然后，根據(jù)內(nèi)積定理和擴(kuò)展定理，由Hash函數(shù)和反饋移位寄存器構(gòu)建新的偽隨機(jī)比特序列發(fā)生器。最后，將輸出的比特序列轉(zhuǎn)換為浮點數(shù)序列。由于密鑰