一种基于GF（2^8）的流密码设计

为满足密码学安全领域对安全性和加密速度的需求,设计了一种高效流密码。本算法基于流密码体制进行设计,最小数据处理长度为128位,每次分组密钥长为560位。在数据加密过程中向明文混入无效信息,扩充密文数据量并能有效避免特殊数据带来的不安全隐患。算法的加、解密结构具有很大的相似性,易于进行并行计算以及在硬件上实现。针对真随机数发生器和伪随机数发生器两种方式产生的密钥给出不同的优化算法,降低存储代价。     

现代密码算法研究

密码技术是信息安全的核心技术。密码技术主要包括对称密码算法和非对称密码算法及协议。对称加密算法加密密钥和解密密钥相互推导容易,加/解密速度非常快,适用于大批量数据加密的场合。非对称密钥密码体制从私有密钥推导公开密钥是计算不可行的,虽然公钥加密算法在运行速度方面无法和对称加密算法媲美,但很好地解决了对称密码学面临的密钥的分发与管理问题,同时对于数字签名问题也给出了完美的解答。     

混沌分组密码抗差分密码攻击的分析

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和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。近些年来,不少学者提出了多种基于混沌理论的密码算法,但对其安全性并没有详尽的分析。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,在固定S盒的情况下对其安全性进行了分析,并在动态S盒的情况下说明了其安全性所在。     

基于时空混沌和S盒的彩色图像加密算法

利用时空混沌系统和S盒代数运算产生彼此独立的密钥流,加密过程中引入密文反馈且嵌入明文长度,分别用来加密彩色图像的各基色成分.对加密算法的性能分析表明该方案密钥空间大,统计特性好,能有效抵抗穷举攻击、差分攻击和熵攻击,有较高的加/解密速度,有利于应用到对安全性和速度都有较高要求的实时信息密码系统,是一种通用的流密码结构的彩色图像加密方案.     

时空混沌流扩频

针对计算机网络中的保密通信，充分利用时空混沌序列复杂度高、伪随机性好的特点，将时空混沌直接扩频通信与流密码技术相结合，提出时空混沌流扩频通信方案。以单向耦合映象格子时空混沌系统模型为基础，采用驱动-响应同步方法达到时空混沌同步，使用长周期的时空混沌二值序列作为会话密钥对明文信息进行扩频(加／解密)。这种通信方式具有很高的安全性。     

基于椭圆曲线密码体制的广播多重数字签名算法

基于椭圆曲线密码体制的多重数字签名算法主要体现在密码强度、加/解密的运算速度以及存储开销上有较大优势,能用较短的密钥实现较高的安全强度,提出的算法克服以往因运算比较复杂而导致数字签名验证速度不佳的情况,在算法中减少了原来广播多重数字签名方案中相对复杂的乘法及点乘运算,避免了求逆运算,提高了验证速度的同时,又不影响签名的安全性。     

Shadowsocks及ShadowsocksR安全性分析

对网络代理软件Shadowsocks和ShadowsocksR产生的流量的安全性进行分析。首先,还原Shadowsocks和ShadowsocksR的报文格式;其次,澄清其使用的密码算法,包括密钥生成算法和加解密算法;最后,分析Shadowsocks(R)的理论和实际安全性,提出了流量解密的方法。综上所述,建议Shadowsocks的开发者使用SHA-3、SM3替代MD5、SHA-1用于密钥生成,并采用加盐方式生成主密钥;建议用户使用长的随机值作密码。     

基于二维热流密码体制的图像加、解密快速实现

本文讨论了基于二维热流密码体制的图像加、解密快速实现问题。首先证明了二维热流密码体制模型的加、解问题是适定的,为加、解密实验提供了理论依据;然后根据模型的二维C-N格式系数矩阵的特殊稀疏结构,给出快速迭代求解算法;最后运用此迭代算法对图像进行了加、解密实验, 结果表明采用该算法的图像加、解密在安全性上优于基于一维模型的算法,在实现速度上则优于基于二维模型的算法。     

一种基于交替密钥的分组结构彩色图像加密算法

基于循环迭代的加/解密机制,提出了一种新的彩色图像加密算法。该算法在彩色空间应用了仿射变换,将交替密钥生成算法与分组结构引入到彩色图像加密过程,采用二种混沌映射对彩色图像加密,在每一次交替加密过程中,通过对初始密钥循环移位生成相应的交替密钥并产生二种子密钥,用于二种混沌映射,从而增加了密钥空间,有效提高了彩色图像加密算法的安全性。实验结果表明,该彩色图像加密算法安全性好,免疫性强,效率高。     

一种基于Feistel结构混沌分组密码的研究

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十分吻合。文中针对一种较新的基于Feistel结构的混沌分组密码,应用线性密码分析方法,分别在固定S盒、动态S盒两种情况对该算法进行了分析,并进行了大量的仿真测试。分析测试结果表明,相比较于传统分组密码,该混沌分组密码能够更有效地抵抗线性密码攻击,性能良好。     

基于Feistel结构的混沌密码算法

混沌密码学现在已经发展成为现代密码学一个必不可少的分支,利用混沌系统的伪随机性和不可重复、不可预测等特点来构造加密算法,已经是密码学研究关注的焦点,但安全问题一直没有得到很好的解决。针对这一问题,将混沌映射、S盒构造、Feistel结构和密钥扩展相互融合,提出基于混沌映射和Feistel结构的混沌密码算法,并对算法的可行性和安全性进行了分析,通过硬件仿真,证明该算法具有较好的安全性。     

3GPP LTE国际加密标准ZUC算法

ZUC算法是中国自主设计的流密码算法,现已被3GPP LTE采纳为国际加密标准,即第四代移动通信加密标准。ZUC算法是中国第一个成为国际密码标准的密码算法,其标准化的成功,是中国在商用密码算法领域取得的一次重大突破,体现了中国商用密码应用的开放性和商用密码设计的高能力,必将增大中国在国际通信安全应用领域的影响力。文中简单介绍了ZUC算法及其特点。     

双混沌自同步流密码算法的设计与应用

视频在网络传输过程中需要利用密码进行加密以获得数据的保密性。针对视频存在数据量大和实时性强的特点,提出了一种双混沌自同步流密码算法,以提升加密视频的安全性能和加密效率。密码算法由两个离散时间混沌系统构成：首先,采用混沌反控制方法设计两个三维离散时间混沌系统;然后,将第一个混沌系统的状态变量作为第二个混沌系统的反控制器;最后,将第二个混沌系统迭代产生的状态变量与明文信息进行加密操作。该算法能够有效抵御选择密文攻击与分别征服攻击,具备良好的安全性能。实验测试表明,算法能够达到每秒25帧以上的实时性能,具有良好的加密效率。     

Chaotic image encryption based on circular substitution box and key stream buffer

A new image encryption algorithm based on spatiotemporal chaotic system is proposed, in which the circular S-box and the key stream buffer are introduced to increase the security. This algorithm is comprised of a substitution process and a diffusion process. In the substitution process, the S-box is considered as a circular sequence with a head pointer, and each image pixel is replaced with an element of S-box according to both the pixel value and the head pointer, while the head pointer varies with the previous substituted pixel. In the diffusion process, the key stream buffer is used to cache the random numbers generated by the chaotic system, and each image pixel is then enciphered by incorporating the previous cipher pixel and a random number dependently chosen from the key stream buffer. A series of experiments and security analysis results demonstrate that this new encryption algorithm is highly secure and more efficient for most of the real image encryption practices.     

基于服务器-客户端的数据库系统的数据混合加密

数据库系统安全是构建信息管理系统的关键；在公钥密码系统的基础上，利用混沌映射产生的密码流对基于C／S结构的数据库数据进行加密，实现了每一个需要加密的记录对应一个密码的功能，极大地提高了数据库系统的可靠性；算法已实现，实践和理论分析表明，该算法具有很好的安全实用性。     

基于混沌集的图像加密算法

该文提出一种基于包含离散混沌系统、连续混沌系统的混沌系统集的混沌加密算法,该加密算法可以根据加密强度需求选择不同的混沌系统组合,利用图像像素的像素均值及像素坐标值为参数控制混沌密钥产生,增强混沌密钥与明文数据之间的联系。在加密基础上,将密文按位切割成3个数据后伪装隐藏在一个处理后的公开图像内,改变了密文外观特性。通过对加密后的图像进行图像直方图分析、相邻像素相关性分析及图像信息熵分析,表明该加密算法有效,在图像保密传输中具有应用潜力。

     

基于Turbo码的纠错加密联合编码方案

为了实现信息通信时纠错编码和加密的相结合,提出了一种在turbo编码器中融入加密算法的纠错加密联合编码方案。用混沌映射生成的伪随机二值序列密码对turbo编码器的第1路输出信息加密,同时控制第2、第3路分量编码器的生成矩阵;第1路加密算法是以Logistic映射产生的伪二值序列中0和1的位置信息将明文序列分成2部分,再分别对这2部分序列进行交织算法,并合并后得到加密的密文。对此方案进行了安全性和可靠性实验分析,仿真分析结果表明具有很好的纠错性能和安全性。     

A fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system

As the low complexity of low-dimensional chaotic system and the slow speed of image encryption, this paper proposes a fast encryption algorithm of color image based on four-dimensional chaotic system. Firstly, we propose a new method of designing four-dimensional chaotic system based on the classical equations of three-dimensional chaotic system, to increase the complexity and key space of the encryption algorithm. Secondly, according to the nature of color images’ pixels channel, we design a new pseudo-random sequence generator and reuse the random sequence, to improve the speed of image encryption. Finally, the methods of row-major and column-major are used to diffuse the original image and the cat map with parameter is used to scramble the image pixels, respectively, to achieve the effect of encryption. The results of simulation and security analysis show that the proposed encryption algorithm is of good performance on security, robustness and high encryption speed.     

Chaotic block ciphers: from theory to practical algorithms

Digital chaotic ciphers have been investigated for more than a decade. However, their overall performance in terms of the tradeoff between security and speed, as well as the connection between chaos and cryptography, has not been sufficiently addressed. We propose a chaotic Feistel cipher and a chaotic uniform cipher. Our plan is to examine crypto components from both dynamical-system and cryptographical points of view, thus to explore connection between these two fields. In the due course, we also apply dynamical system theory to create cryptographically secure transformations and evaluate cryptographical security measures.     

复合离散混沌动力系统与序列密码体系

本文构造了复合离散混沌动力系统,并研究了它不变分布和迭代轨迹的若干性质.利用两个特殊的离散混沌系统,提出了基于复合离散混沌动力系统的序列密码体系.由于复合离散混沌系统对初始条件的敏感性和迭代过程的伪随机性,本文提出的序列密码算法将明文和密钥序列完全融合在密文序列中,使它们与密文之间形成了复杂而敏感的非线性关系,这就防止了密文对有关信息的泄露,从而使系统具有很高的安全性.该算法还拥有很大的密钥空间和均匀分布的密文.