改进Logistic映射的动力学特性

为了获得性能良好的混沌伪噪声序列,提出了一种改进的Logistic映射。该映射具有任意大小的满映射区间和任意范围的混沌区间,在一定条件下呈现一种恒定混沌或恒定Lyapunov指数的状态。该映射能极大地扩展混沌序列的密钥空间,有效提高混沌序列的安全性,可作为伪随机序列发生器的随机信号源,用以产生性能良好的伪随机序列,这在保密通信和密码系统中将有良好的应用潜力。     

基于整数非线性耦合混沌模型的图像加密算法

以耦合映像格子模型为原型, Arnold猫映射作为空间格点间的耦合方式,选用整数化的Tent映射作为非线性函数,构造了一种整数非线性耦合混沌模型.该模型能快速、并行地产生多维混沌伪随机序列,多维序列具有均匀分布及相互独立的特征,从而克服了混沌伪随机序列发生器设计中存在的根本性缺陷.基于此设计了一种比特级图像置乱加密算法,利用该模型能产生相互独立序列的优势,实现8列图像灰度值并行混淆,并采用猫映射按比特位分块的方式对像素点位置进行置乱处理.最后对图像加密算法的加密效果进行仿真实验评估.     

一个新的伪随机序列发生器的设计与实现

为了设计新的伪随机序列发生器,以便产生计算机、通信和密码系统中所需的伪随机序列,构造了一个新的混沌系统,该文系统的一些基本动力学特性进行了理论分析,并以新构造的混沌系统作为随机信号源,基于FPGA设计了一个混沌伪随机序列发生器并进行了实验验证。这种设计方法可应用于以FPGA为平台的混沌通信和密码系统的设计之中。     

一种新的混沌伪随机序列的生成方法

基于一维Chebyshev混沌映射和二维非线性Henon映射,提出了一种新的参数随机坐化的复合混沌系统的世汁方案,井将其产生怕混沌伪随机序列转化为二进制O-1混沌密码序列.经过反复的计算机模拟仿真宴验,数据结果表明无论是系统产生的混沌伪随机序列坯是转化后的二进制混沌密码序列,都具有良好的自相关性、均匀分布特性和随机统计特性,并上且此混沌系统构造原理简单,易于史现.     

一种基于2-by-n元胞自动机的高质量伪随机数发生器

为了满足密码学对高质量的随机序列的需求,提出一种新的基于2-by-n元胞自动机的伪随机数发生器.并着重于最大周期的要求,首先介绍了在细胞自动机中与之相关的机制,随后给出了基于2-by-n CA的二维梯形伪随机数发生器,详细说明了该发生器的规则及最大周期.最后使用该发生器产生用于测试的伪随机序列.计算机模拟表明,提出的二维梯形伪随机序列发生器产生的伪随机序列完全可以通过FIPS 140-2测试标准,证明该发生器具有良好的统计特性,完全可以应用于密码学领域.     

一种基于Feistel结构的混沌分组密码的抗差分密码攻击分析

混沌系统具有良好的伪随机性、混频特性、对初始状态的敏感性、复杂的映射参数等特性,这些特性与密码学要求的产生伪随机信号、混乱和扩散、加解密密钥的难以预测等属性是十分吻合的。因此近些年来,不少学者提出了多种基于混沌理论的密码算法,但对其安全性大多草草一笔带过,并没有详尽的安全性分析。本文针对一种较新的基于Feistel结构的混沌分组密码,应用不可能差分的分析方法,分别在固定S盒、动态S盒两种情况对该算法进行了分析。分析结果表明,相比较于传统分组密码,该混沌分组密码能够更有效的抵抗差分密码攻击。     

混沌理论及其在密码学的应用

由于混沌系统对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性，近年来混沌系统在密码学领域中得到了较多的研究。介绍了混沌学理论和现代密码学的具体内容，通过对混沌和密码学之间关系的分析。提出了把混沌用于密码学之中的具体方法和混沌密码系统的框架结构，给出了数字加密中选择混沌系统的原则。     

混沌密码算法及相关进展(一)

混沌是由确定非线性系统产生的一种类似随机的复杂动力学行为.它的许多特性,如轨道长期不可预测性、良好的伪随机特性、对初始条件和系统参数的敏感性等,使其能够满足密码设计系统中的混淆与扩散原则,因而混沌系统为密码学的技术研究开辟了新的路径.自上世纪90年代被首次提出来后,混沌密码研究取得了许多重要的研究成果.本文介绍了混沌系统和混沌密码的关系,混沌密码算法的研究以及未来的发展趋势等.     

基于耦合映象格子映射的超混沌加密图像算法

混沌映射具有初值敏感性、遍历性和伪随机性的特点,很适合用于信息加密。与一维混沌映射相比,耦合映象格子映射具有更高的复杂度及更大的密钥空间,更适合于信息加密。首先分析了耦合映象格子映射的超混沌性态,给出基于超混沌映射快速生成无碰撞伪随机序列的方法,然后利用超混沌映射的初值敏感性及固有的内在随机性,分析了密钥空间和密钥的可靠性,提出加密数字图像的新方法,该方法既随机改变像素值的大小,又随机改变像素点的空间位置,并且大小和位置的改变都基于超混沌序列,算法简单却十分有效。实验表明,该算法密钥空间大,加密速度快,抗破译强度高,并有一定的抗破损和抗污染鲁棒性。     

输出-密文混和反馈混沌流密码的设计

针对利用混沌轨道信息的密码分析，设计了一种输出-密文混和反馈模式的混沌流密码.使用一类区间数目参数化的分段线性混沌映射，通过多次迭代此类映射产生混沌信号.混沌信号的奇数位用来生成密钥流，偶数位和密文合并后作为后续状态反馈给密钥流发生器.在有限精度实现时，通过引入m序列扰动，克服混沌系统的有限精度效应对密钥流的影响.理论分析和试验结果表明，产生的密钥流具有良好的统计特性，密码系统是安全的，便于软硬件实现；并且可以在算法级调节加密速度，满足不同应用的速度要求.     

基于混沌控制的动态分组加密算法

为了提高图像加密算法的抗攻击能力,提出一种混沌技术和分组加密相融合的图像加密算法。首先用四维混沌映射生成一组二值密钥流,每轮加密前在密钥流的控制下,按一定规则将明文图像分割为两等份;然后输入一个动态混沌分组加密网络进行迭代加密运算,输出密文图像再次进入下一轮加密,直到密钥流选择完毕。实验分析表明分组加密网络能与混沌加密有机融合,提高加密算法的抗攻击能力和高效运算能力,使明文图像像素的微小变化扩散到更多密文图像中,从而提升算法的复杂度和安全性。     

改进的Tent映射及其动力学特性研究

Tent映射是一种分布较为均匀的离散映射,在混沌密码设计中获得了广泛的应用。但该映射参数和满映射范围都较小,从而影响了其密码序列的安全性和其它性能。设计了一个改进的Tent映射,对其动力学分析发现,改进的映射除保留了原映射的优点外,扩展了其参数范围和满映射区间,改善了序列的随机特性,增大了序列的密钥空间。     

一种基于双向扩散的混沌图像加密算法研究

利用耦合映像格子所产生的混沌信号优良特性,采用混沌密钥时变的图像像素值双向扩散的加密方案,研究提出了一种新的混沌图像加密算法,然后对所提算法进行测试仿真和性能分析,测试结果表明所提算法具有较强的安全性和有效性,足以抵抗穷举攻击、统计攻击、差分攻击、已知/选择明文攻击等各类常见的攻击.     

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型的轻量级 Hash 函数

基于耦合动态整数帐篷映象格子模型构造了一种适用于 RFID 认证系统的轻量级 Hash 函数。该算法具有输出任意字节长度散列值的能力,定义在整数集上,克服了目前主流混沌密码算法需要进行浮点运算的缺陷,适用于硬件资源有限的系统。实验及仿真分析结果表明,该 Hash 函数具有较高的安全性,能够满足 RFID 认证系统的安全需求。     

基于一维五邻居混沌CA的光学流密码系统

根据一维五邻居混沌细胞自动机(CA)特性及其进化序列的随机性统计测试结果,提出一种基于一维五邻居 CA 光学流加密方法.由于 CA 规则化的阵列结构和级连特性,适合于超大规模集成电路(VLSI)和光学系统实现,相应给出一种光学硬件实现方案.一维五邻居混沌 CA 比一维三邻居 CA 具有更复杂的动力学行为,应用多邻居 CA 进行加密有更强抵御攻击能力.模拟分析显示这种基于一维五邻居 CA 的加密算法具有结构简单、运算速度快等优点,是一种理想的并行加密方法.     

基于一维五邻居混沌CA的光学流密码系统

根据一维五邻居混沌细胞自动机(CA)特性及其进化序列的随机性统计测试结果，提出一种基于一维五邻居CA光学流加密方法。由于CA规则化的阵列结构和级连特性，适合于起大规模集成电路(VLSI)和光学系统实现，相应给出一种光学硬件实现方案。一维五邻居混沌CA比一维三邻居CA具有更复杂的动力学行为，应用多邻居CA进行加密有更强抵御攻击能力。模拟分析显示这种基于一维五邻居CA的加密算法具有结构简单、运算速度快等优点，是一种理想的并行加密方法。     

钉扎信号控制耦合映像格子系统的电路仿真

设计耦合映像格子电路系统, 用电路实现了钉扎非线性反馈信号控制时空系统, 通过在Pspice平台上的仿真, 得到将系统控制到预期目标态(如不动点) 的结果, 与数值计算及理论分析一致,实验验证了钉扎方法控制时空混沌系统的有效性.     

一种基于混沌映射的图像分组加密算法

为了提高信息加密安全性,提出一种三角混沌映射与拟分组加密算法相结合的图像加密方法。利用三角混沌映射产生混沌序列,将该混沌映射产生的混沌序列量化为离散二值序列,分析该混沌序列的性能参数指标,最后将三角混沌作为密钥用于改进的拟Feistel结构加密算法。通过对加密后图像相邻像素灰度共生矩阵指标进行实验分析,结果表明加密后图像相邻像素具有良好的空间随机特性。     

双指数混沌系统及数字化实现研究

为了产生优良的混沌密码序列,该文设计了一个薪的含有两个指数结构的双指数混沌系统,对该混沌系统进行了动力学分析,并对该系统产生的伪随机序列进行了NIST测试,结果表明其随机性明显优于单指数混沌系统。最后用数字信号处理器对该系统进行了实现,实验结果与仿真结果完全相符。该混沌系统可产生复杂的混沌密码序列,应用于混沌保密通信和各种信息加密之中。