SMAE：一种新型认证加密算法

认证加密算法能够同时保障数据的保密性和完整性。以国标对称密码SM4算法为基础,提出一种新型认证加密算法SMAE。SMAE是一种单程专用的认证加密算法,通过将认证码的生成模块与SM4的轮函数结合,并改进了加密模块,使得算法在初始化阶段、加密阶段以及认证码生成阶段可以共享数据和部分算法,最大程度地减少计算资源消耗。SMAE的正确性分析和安全性分析结果表明该算法能够正确进行加解密运算,抵抗当前主流密码攻击。同时,通过与SM4和AEGIS的效率实验对比表明该算法与SM4有所降低,与AEGIS效率相当,具备实用性。     

基于国密算法SM2、SM3、SM4的高速混合加密系统硬件设计

随着电子信息技术的快速发展,数据的安全性问题日益严峻,传统单一制密码算法在安全性与运算速率上已不能满足要求。为了解决大数据时代下所提出的加密需求,提出了一种基于国密算法SM2、SM3、SM4的高速混合加密系统的硬件设计方案,并针对SM2和SM4算法的底层硬件结构进行优化：对SM2算法采用Karatsuba Ofman模乘器与点运算并行方案进行优化。对SM4算法提出了一种基于复合域S盒的二次流水全展开硬件架构。实验结果表明,该系统所实现的各算法电路均具有较高性能。SM2的点乘时间缩短至68.37 μs;SM3的杂凑值生成仅需0.71 μs;SM4吞吐率最高达53.76 Gbps。相比同等安全性的SM2算法,该混合系统在加密时间上减小了26.67%,具有实用价值。与相关工作进行对比分析,可证明该方案在安全性和加/解密性能上均有一定优势。     

自适应分块的医学图像混沌加解密算法

针对现有基于混沌的医学图像加密算法未考虑图像纹理特征的不足,提出了一种自适应分块的医学图像混沌加解密算法。首先利用2D Sine Logistic混沌系统生成两个具有良好混沌特性的安全序列;然后将图像分成固定尺寸的图像块,并计算图像块的最大像素差和方差,根据设定的阈值将图像块划分成纹理平滑块和纹理复杂块;最后利用混沌序列1对平滑块进行密文反馈加密,利用混沌序列2对复杂块进行明文反馈加密,得到加密后的图像。算法有效地考虑了图像块的纹理特性,优化了混沌加密算法,提高了医学图像的加解密效率。实验仿真结果表明,提出的算法具有高的安全性和加解密效率,相比现有方法加解密速度提高1倍左右。算法适用于大数据量的医学图像实时加解密。     

基于云存储的混合加密算法研究

近些年来,云存储技术得到了高速发展,对云存储的安全也提出了更高的要求；针对目前云存储的数据安全问题,通过对传统加密算法的研究与分析,提出了一种适合云存储的线性AES-ECC混合加密算法；算法综合了AES适应于大块数据加密且加解密速度快而ECC加密强度高的特点,使用交叉加密的方式,极大地提高了云存储的安全性,并从多个角度对算法进行了安全性分析；最后在Hadoop平台上用不同算法对多种文件类型进行加密、解密实验,并对比其加密解密时间；实验结果表明,算法在云存储中相比传统加密算法有显著优势。     

一种基于多混沌序列的加密与云存储持有性证明算法

针对云存储数据的保密性与完整性问题,提出一种基于多混沌序列的加密与云存储持有性证明算法,该算法可对存储在云端数据进行加密的同时支持PDP校验。用户只需掌握一对由纯小数和整数组成的密钥,使用本算法生成多条混沌伪随机数序列,一次性完成云存储数据的加密、PDP校验码的生成与嵌入。由于本文算法采用伪随机数隐藏嵌入PDP校验码的位置与数值,可以支持无限次的PDP校验请求。实验表明,该算法具有较强的数据安全保护能力以及良好的数据加解密效率。     

基于AES与RSA的BLE门禁管理系统的数据加密

针对AES密钥管理中存在的安全性不高和RSA不适合大数据量加/解密的缺陷,为保障用户的敏感信息以及BLE门禁设备的重要数据,本文提出了采用AES与RSA混合的加密体制。利用AES算法来加/解密敏感数据,RSA算法来加/解密AES算法的密钥。然后,采用DBMS外层加密方式和字段级的加密粒度,在BLE门禁管理系统中实现对"敏感数据"的加/解密处理,以及混合加密体制下密钥的管理,保证了数据的安全性与可靠性。     

流密码框架下的SM4专用认证加密算法

认证加密算法是能同时满足数据机密性与完整性的对称密码算法,在数据安全领域具有广泛应用。针对基于分组密码的认证加密算法的安全性以及效率需求,提出一种基于SM4轮函数的专用认证加密算法SMRAE。算法采用流密码思想,从SM4底层部件出发,结合Feistel结构设计状态更新函数用于轮变换,处理256 bit消息只需调用4个SM4轮函数指令。在初始化阶段将初始向量和密钥经过16轮迭代,使差分充分随机化;利用SM4加密消息,将生成的密文参与轮变换,实现状态更新和加密并行;解密时先进行消息认证,降低时间消耗,提高算法安全性。安全性分析与实验结果表明SMRAE能够抵抗伪造攻击、差分攻击和猜测攻击等主流攻击,效率高于AES-GCM,与SM4效率相当,具备一定的实用性。     

基于Hénon映射的块加密算法

利用Hénon映射，提出了一个使用多动态S-box的块加密算法。使用Hénon映射，生成多个动态S-box，对各个数据块加密、解密时，按照一定规则选择其中一个变换函数（S-box）。对文本、图像、音频等不同格式的文件进行了加密与解密处理，分析了密码系统的安全性。实验表明，算法具有较高的安全性，加密速度较快，且对差分和线性密码攻击具有较强的抵抗能力。     

云环境下基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案

针对云计算中图像数据的安全问题,提出一种基于自然对数序列的似混沌序列图像加密方案。提出自然对数序列的概念,验证其似混沌特性;使用二维猫映射对图像进行像素置乱,并在此基础上利用SM3杂凑算法和自然对数序列进行像素值扰乱,得到加密图像;在离散对数的假设下,证明方案具有IND-CCA安全。仿真实验表明,该方案在安全性上与混沌序列具有相似的特性,加密图像具有更大的密钥空间和抵御穷举攻击的能力;在效率方面具有加解密速度快、实时性强等特点,适合云环境下图像数据的隐私保护。     

基于Hénon映射的块加密算法

利用Hénon映射,提出了一个使用多动态S-box的块加密算法.使用Hénon映射,生成多个动态S-box,对各个数据块加密、解密时,按照一定规则选择其中一个变换函数(S-box).对文本、图像、音频等不同格式的文件进行了加密与解密处理,分析了密码系统的安全性.实验表明,算法具有较高的安全性,加密速度较快,且对差分和线性密码攻击具有较强的抵抗能力.     

基于离散Hopfield网络的混沌图像加密算法

混沌图像加密算法在进行图像像素值置乱时,大多采用像素值整体处理的方式,因此难以抵抗已知明文攻击。针对该情况,提出一种基于离散Hopfield网络的高维混沌图像加密算法。使用R?ssler三维混沌序列中的两维动态调整所有像素每个比特位的置乱权值及阈值,实现图像像素值置乱,剩下的一维用于图像像素位置置乱,由此提高破译难度。实验结果表明,该算法可抵抗差分攻击和统计分析,鲁棒性较强。     

混沌映射与比特重组的图像加密

目的 当前很多图像加密都采用基于比特的加密算法。针对这种比较流行的加密算法所存在的安全缺陷问题,提出一种能够解决比特面0比特和1比特置乱时的位置限制的图像加密算法,实现比特的全局重组。方法 首先利用Tent混沌映射生成一个伪随机序列,然后利用生成的伪随机序列对比特明文图像进行整行以及整列的置乱,将置乱后的比特像素矩阵分块分别进行Henon映射的置乱,最后经过扩散操作得到最后的密文图像。结果 加密后明文图像的像素值的分布由不均匀变成了均匀分布,明文图像的各像素间的相关性被打破,使得原图没有了统计特性,像素变化率（NPCR）以及归一化平均变化强度（UACI）皆接近理想值,算法能够抵抗穷举攻击和差分攻击,并且在能保证加密安全的同时能有较低计算复杂度。结论 本文所提出的图像加密算法具有加密后像素相关性低、密钥空间大,以及对明文图像和密钥高度敏感等特点,本文算法在进行比特级的置乱时,又加入了与明文相关的特性,增强了加密算法的明文敏感性,同时也加强了加密算法的扩散性,可有效地保障密文图像的安全。     

LoRa数据传输网络混合加密设计

随着L o Ra网络应用深度与广度的增加,关于信息安全的需求逐渐变大,所以确保数据传输网络的安全性是LoRa网络发展与应用的必要条件.传统LoRa网络在数据传输过程中自身具有加密机制,其使用A ES-128加密算法对数据报文进行加密.但是,在加/解密过程中,2个密钥是相对称的,以至于各项参数大致相同,当一对密钥中任何一个密钥泄露时,都很容易计算出另外一个密钥.针对存在的安全问题,提出一种改进的混合加密方案:在LoRa网络的基础上引进RSA非对称加密算法,利用RSA加密算法安全性高的优势对AES加密算法加/解密数据过程中所用到的密钥进行加密处理,降低LoRa网络数据传输过程中的安全隐患,提高安全性;并在此基础上对A ES和RS A加密算法优化改进,以确保数据传输的效率.最后,对本文设计的方案进行测试,测试结果表明,本文方案在保证数据传输效率的同时增强了密钥的防窃取性,很大程度上提高了L o Ra网络数据传输的安全性.     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

为了有效改进图像的加密效果及安全性,在对已有的图像加密算法进行分析的基础上,提出基于混沌映射的位变换和DNA序列的图像加密算法。首先,采用混沌映射生成置乱序列对图像在位平面进行置乱,同时达到了图像置乱和扩散的双重加密效果。然后,利用DNA编码规则,对置乱后的图像编码,进行DNA运算,实现图像的扩散。实验结果表明,该算法密钥空间足够大,密钥敏感性较强,具有较好的安全性。     

基于云计算的数据安全存储策略研究

数据安全问题是困扰云计算发展的主要问题之一,针对目前云计算应用中用户数据安全存储需求提高,需要极大提高数据读写效率的问题,提出采用对称加密算法与非对称加密算法相结合的加密、解密方案,利用对称密钥适合对大规模数据加密,而非对称密钥本身安全性较高的特点,充分发挥了两者在云计算环境下的优点,实现了一种存储安全性好而且读写效率高的数据存储策略;力图在数据安全性达到非对称密钥加密体制的前提下,使算法效率接近对称密钥加密体制的水平。     

基于新余弦混沌映射的视觉安全图像加密算法

考虑到目前图像加密算法缺少了对加密后图像的视觉安全的保护,将新余弦混沌映射和贝叶斯压缩感知进行结合提出一种视觉有意义的图像加密算法是非常有价值的.首先,基于余弦函数提出了一个新的一维混沌映射用于构建受控测量矩阵,除此之外,所提出的新余弦混沌映射能够更好地扰乱图像的强相关性.其次,通过二维Arnold置乱算法对明文图像的小波包系数矩阵进行置乱.然后,借助混沌测量矩阵和双向加模扩散策略对置乱后的秘密图像进行压缩和加密.最后,通过最低有效位嵌入算法将秘密图像嵌入到经过生命游戏混合置乱后的载体图像中以得到一幅具有视觉意义的密文图像.仿真结果和安全性分析表明在保证视觉安全性和解密质量的前提下所提加密算法具备可行性和高效性.     

高效彩色图像无损认证加密算法的研究

针对图像在加密过程中可能存在的信息丢失及安全性不高等问题进行研究,提出了一种基于AEGIS的彩色图像无损认证算法。该算法利用图像的文件头得到初始状态,通过AEGIS内部的状态更新对图像的加密,然后将状态更新后生成的认证标签隐藏到密文图像中,解密时从密文图像中提取标签并通过AEGIS恢复图像,实现了认证功能,保证了图像的真实性和完整性。与其他图像加密算法相对比,该算法运算效率高,密文图像含有信息量低。实验结果表明,该算法可以实现彩色图像的快速无损认证加密和解密。     

改进的AES算法在智慧住区门户中的应用与实现

智慧住区信息门户系统中包含着大量及涉及居民生命财产安全的敏感数据,为了保证这些数据的保密性,采用优化的AES加密算法对这些数据进行加密,在保证数据安全的同时,减少了加密时间,从而减少了通信延时,提高了系统的性能.分析了高级加密标准AES的原理和加解密流程,针对AES算法加解密过程耗时相差较大的问题,在列混合和逆列混合运算时采用有限域GF（2^8）上最简形式的矩阵,减少了解密过程的运算量,使加解密过程耗时差减少了.在此基础上对加解密过程进行了合并优化,在保证加密速度的同时,减少了算法所占用的存储空间.在Visual Studio 2010平台上,使用C语言实现了几种AES优化算法在智能家居中的应用,结果显示,所提的优化算法有较高的执行效率,并占较少的存储空间.