基于數(shù)字混沌的加密算法和密鑰協(xié)商協(xié)議的研究.pdf

1、數(shù)字媒體的出現(xiàn)使得信息的存儲更加方便，而計算機網(wǎng)絡的出現(xiàn)則使得數(shù)字信息的傳播和應用得到飛速的發(fā)展。在這樣的背景下，數(shù)字信息的安全問題日益顯得重要。密碼學是信息安全的理論基礎，因此，對密碼學的深入研究是保障信息安全的重要手段。
　　基于非線性科學的混沌理論在密碼學方面的應用是最近二十年來信息安全領域的研究熱點之一?；煦绗F(xiàn)象的普遍存在性以及混沌系統(tǒng)和傳統(tǒng)密碼系統(tǒng)的相似性，使得混沌密碼學的研究日益倍受關注。提出了大量的基于混沌的加密算法

2、，同時也有很多學者對新提出的混沌加密方案進行了深入細致的安全性分析。本論文在基于目前混沌密碼學界已經(jīng)取得的研究成果的基礎上，主要致力于數(shù)字混沌在文檔、圖像加密算法的設計和分析，以及基于數(shù)字混沌的密鑰協(xié)商協(xié)議的研究。
　　在本論文的主要貢獻包括以下幾個方面：
　?、購亩鄠€方面對混沌理論基礎作了詳細的論述。對基于混沌理論的密碼技術的研究現(xiàn)狀進行了詳細分析。首先介紹了現(xiàn)代密碼學的概要，然后對比了混沌理論與密碼學的關系，接著系統(tǒng)介紹

3、了混沌流密碼、混沌分組密碼、混沌公鑰、其它的混沌密碼、基于混沌的圖像加密和基于混沌公鑰的密鑰協(xié)商。
　?、趯areek等人提出的混沌加密算法進行了分析和改進。首先對Pareek算法做了一個統(tǒng)一化的描述，然后分析了它的幾個主要的安全脆弱點和一些冗余的操作步驟。在此基礎上，提出了一個改進的算法。在改進的算法中，通過不同的方法修正了原算法的所有安全漏洞，而且摒棄了原算法中的那些冗余的操作步驟。
　?、厶岢隽艘环N新的基于TDCM的

4、文檔加密算法。通過對多維混沌映射的性質(zhì)和文檔加密的過程的分析，驗證了多維混沌映射用于文檔加密的可行性和優(yōu)勢。在此基礎上，提出了基于離散化的TDCM的對稱加密算法。算法使用了目前在混沌圖像加密中廣泛采用的三種 TDCM，即標準映射、廣義的貓映射、廣義的面包師映射。而且，本算法還成功地解決了傳統(tǒng)混沌文檔加密中遇到的浮點數(shù)運算問題和使用TDCM作為圖像加密時碰到的原點問題。
　?、軐x擇圖像加密的概念、優(yōu)勢和研究現(xiàn)狀進行了介紹和分析。將

5、目前選擇加密的工作歸納為幾個主要研究方向，簡要介紹了各研究方向的發(fā)展狀況，并對其做了一些有指導性的性能評述。在此基礎上，提出了一種新的基于時空混沌的選擇圖像加密的算法。研究了基于位平面的選擇圖像加密算法的可行性。討論和驗證了通過有選擇地加密若干個重要位的方式來保護整個明文圖像安全性的可行性。然后提出了基于CML的時空混沌系統(tǒng)的選擇圖像加密算法用于灰度圖和RGB彩色圖像的加密中。討論了加密強度的選擇和相應的安全性，通過安全性分析，得出可以

6、選擇加密50％的數(shù)據(jù)而保護整個明文圖像的安全性的結論。
　?、莘治隽嘶?Chebyshev映射的密鑰協(xié)商協(xié)議的安全性。介紹了利用Chebyshev映射進行密鑰協(xié)商的方法，闡述了肖迪等人提出的基于Chebyshev映射的可抵賴的認證方案及其改進的方案。我們對改進方案進行了安全性分析，提出了兩種攻擊方法。另外，我們對這類試圖提高 Chebyshev映射安全性的方法從原理上進行了分析，指出該類改進方法是冗余的。
　　⑥最后對論文