浅谈混沌动力系统在密码学中的应用

近年来,将混沌理论应用到信息安全领域已成为研究热点.本文通过对logistic映射特性的分析,引入了一种利用外键控制的密文反馈式混沌分组密码算法.数据分析表明,该算法具有优良的密码学特性.同时,本文还利用了混沌系统临界点相关特性,探索了该系统在密码学中的优化.     

一种新的混沌加密算法及其应用

混沌加密技术广泛应用于网络通信、图像加密等信息安全领域．本文研究出一种新的混沌加密算法，它克服了现有Logistic映射的缺陷，利用正切函数和幂函数设计混沌迭代函数，利用混沌序列作为密钥进行加密运算．该算法具有很好的发散性、实时性和安全性．本文给出了其在烟草物流防伪系统中自的具体应用．     

基于混沌映射的散列函数加密算法分析及设计

混沌序列具备散列函数所要求的单向性、扩散性、初值敏感性等非常多的特性,在混沌映射的基础上可以设计出优秀的散列函数来进行加密算法设计。密码学和混沌两者有着类似的结构和紧密的关系,这也使得混沌密码算法成为当代信息安全的重要研究内容。作为一种新的构造散列函数的方法,混沌映射正得到越来越多的关注。本文主要研究一种基于广义混沌映射的散列函数的加密算法,通过更改混沌方程的控制参数和状态值,更改混沌映射的方程获得不同的散列结果,可以更有效的防止攻击。     

基于RFID系统的混沌动态扰动算法

针对目前无线射频识别(RFID)系统通信时存在的信息安全问题以及实现问题,分析了线性反馈移位寄存器与分段Logistic映射的混沌动力学特性,提出了一种结合混沌动态扰动的RFID加密算法。混沌序列发生器产生的密钥流将阅读器与电子标签的信息进行加密后再传输,然后通过密文反馈和动态加扰生成下一轮密钥。理论分析和仿真结果表明该算法具有安全性高、加密速度快、易于实现等优点。     

基于改进型3D＿Henon混沌映射的彩色图像加密方法

为了解决现有混沌映射模型的混沌空间小及混沌能力弱的问题,首先通过耦合二维Henon混沌映射模型和Sine混沌映射模型,设计了一种新的三维混沌映射模型。其次,针对密钥重复使用会降低加密系统安全性的问题,使用Chebyshev映射,结合明文图像,设计出一种新的密钥生成方法。最后,通过本文设计的三维混沌映射模型以及密钥生成方法,提出了一种彩色图像加密方法,并对此方法进行了仿真实验,结果表明,该方法能够安全有效地进行图像加密,保护图像信息安全。     

一种基于Feistel网络的反馈式分组混沌密码的研究

近年采,将混沌理论应用到信息安全已成为研究的一个热点。本文基于Feistel网络,提出了一种新颖的反馈式分组混沌密码算法。在该算法中,当前加密分组输出将影响下一明文分组要运行的轮数,而每一轮使用的孓盒的序号与加密密钥有关,轮数及s盒的序号均由混沌映射动态生成。由于混沌的固有特性,使得加密系统变得更加复杂,更加难以分析和预测。实验结果表明,本算法具有优良的密码学特性,对明文和密钥以及混沌系统参数的细微变动都非常敏感。产生的密文随机性很好。对本算法的安全性进行了分析,结果表明它具有很高的抗穷举攻击的能力。     

双混沌系统图像加密方案

提出一种基于baker映射置乱、Logistic映射和Lorenz方程相结合的双混沌系统的图像加密算法。通过对图像分块,引入随机坐标,避免baker 映射将（0,0）映射到自身;将Logistic映射和Lorenz方程相结合构造双混沌映射序列,结合baker映射实现图像加密。算法可缩短单个加密序列的长度,降低单混沌映射引起的退化风险,从而提高了加密算法的安全性。实验证明算法对密钥的敏感度强,能抵御各种攻击。     

结合m-序列扰动的复合混沌加密算法

在分析了混沌系统的特性后,本文提出使用Cubic映射复合Logistic映射并结合m-序列扰动的混沌加密算法。该算法使用了两种不同的一维混沌映射,从而提高了密钥空间和算法的安全性,通过使用m-序列扰动降低了退化周期。分析表明,该算法易于实现、加密速度快、保密性好。     

基于分段Logistic映射的并行Hash函数构造算法

分段后的Logistic映射比原映射具有更好的密码学性能。采用并行处理的思路,基于分段Logistic映射提出一种Hash函数的方法。该方法在初始化阶段,通过混沌映射的迭代实现了消息块之间的相互影响与扩散,可有效防止对并行Hash函数的伪造攻击。对初始化后的消息块,采用并行方式产生中间输出结果,有效提高了算法的运行速度。理论分析和实验仿真的结果表明,该算法很好地利用了混沌映射的特性,具有良好的明文消息敏感性、抗碰撞性,且运行速度快,能够满足实际的信息安全应用需要。     

一种新的基于时空混沌的伪随机数发生器

时空混沌系统有很好的密码学特性,常被用来设计伪随机数发生器。然而,时空混沌系统的概率密度分布不均匀,不利于保证伪随机数发生器的安全。针对此问题,提出一种新的基于时空混沌系统的伪随机发生器算法。该算法从提升时空混沌局部映射的密码学性能入手,将分段Logistic映射作为局部映射,并通过改变时空混沌系统的耦合参数来解决概率密度分布不均的问题。理论分析与仿真实验的结果表明,该算法产生的序列具有良好的初值敏感性和随机性,同时具有良好的执行效率,能够满足信息加密安全的需要。     

A Novel Image Encryption Algorithm Based on Hybrid Chaotic Mapping and Intelligent Learning in Financial Security System

With the expansion and prevalence of financial certification, problems of financial security have been springing up. How to ensure the security of financial information and protect our privacy is an issue of particular concern. In order to reduce the influence of chaotic periodicity on cipher-text, an image dynamic encryption algorithm based on hybrid chaotic system and deep network is proposed in this paper. Firstly, the hybrid chaotic system is constructed to combine many mapping functions by using the nonlinear combination mechanism, and the chaotic sequence is outputted to generate the initial value of hybrid chaotic system by using the pixel value. Then the plain-text pixel values are adopted to generate the initial value of the hybrid system for improving the anti-plain attack ability of the algorithm; Artificial neural network is used to process chaotic sequences, and effectively eliminate chaotic periodicity; The classification and encryption of permutation image are realized by constructing quantization method and hetero-diffusion technology. The experimental results show that our proposed encryption technology has higher security and stronger ability to resist plain-text attack compared with the existing image encryption algorithms, which adapts to enhance the security of the financial system.

     

基于混沌加密的无线射频识别安全机制

为使无线射频识别(RFID)系统安全机制同时具有较高安全性和较好的运算效率,提出一种将混沌技术应用于RFID系统信息保护的方案。采用一种初始值可变的Logistic映射产生混沌密码序列,并对数据加密。经相关分析和仿真,证明该RFID安全机制实现简单、运行速度快、成本低,完全符合RFID系统的安全要求。     

混沌密码在数据库加密中的应用

混沌系统具有对初值敏感、伪随机性、非周期性等良好的密码学特性。数据库系统的安全与加密技术直接影响到信息系统的安全。针对数据库系统的特点,讨论了一种多级混沌密码在数据库系统加密中的实现．分析了数据库系统混沌加密的特点,勾数据库系统安全提供了一种新的方法。     

单峰混沌系统的相空间均匀化及动力学特性

由经典一维混沌映射构造密码系统存在短周期轨道、密钥空间小和相空间分布不均匀等安全性缺陷.为解决经典一维混沌密码的安全性问题,提出了一种新型的一维单峰混沌系统及其改进的复合形式.采用普适性均匀化算法来获得等概率分布的混沌序列并给出了概率密度数学证明.对改进的单峰混沌系统的遍历性、李雅普诺夫指数、相空间和分岔、信息熵和近似熵等动力学和随机特性指标进行了计算和分析.通过与相关研究的对比可知,改进的单峰混沌系统具有稳定的李雅普诺夫指数、扩展的相空间、均匀的概率密度和更高的近似熵值.理论推导和数值计算论证了本方案可以满足密码系统中非线性部件的安全属性要求.     

基于极化状态调制的无线通信物理层安全传输技术

针对无线通信系统中物理层信息安全风险问题,提出了一种基于极化状态调制的物理层安全传输技术。在无线通信中,引入极化状态调制,在经典的空域、时频域的基础上,增加了对信号极化域的描述。一方面,设计高维星座映射方案,利用信号的幅度、相位和极化状态共同承载信息,将传统调制技术和极化状态调制有效地结合在一起;另一方面,在高维星座映射方案的基础上,进一步设计基于去极化效应的信道预编码机制,通过增大Bob和Eve在极化域的信道差异实现物理层保密传输。安全性分析和仿真实验结果表明,利用该机制能够提升系统的保密容量,在接收信噪比为22dB时,窃听者接收到的星座图仍然是十分紊乱的,无法恢复出有效信息。     

基于混沌理论的图像加密技术研究

为对基于混沌理论的图像加密技术有一个更加系统的了解,对其进行了一个简单的研究。混沌密码学因其较低的数学复杂性和更好的安全性而受到越来越多的关注。它成功避免了数据扩展,从而降低了传输成本和传输延迟,基于混沌理论的数字图像加密技术利用了被称为混沌映射的离散非线性系统动力学原理,根据系统的类型,可以使用多种类型的混沌映射。通过对已有的基于混沌理论的加密技术进行归纳总结,并进行相关的实验研究,寻找其中的异同点,以谋求对这一领域的进一步了解。     

基于多特征和混沌加密的零水印算法

针对传统数字图像水印版权保护中存在的鲁棒性差和安全性低的问题,为提升不同图像零水印的可区分性,提出了一种基于多特征和混沌加密的零水印算法.首先根据整体与局部的角度提取图像的5维特征:均值特征、方差特征、偏态特征、峰度特征和HOG特征;然后利用新提出的基于混沌映射的块置乱方法加密水印图像;最后基于提取的多特征与置乱后水印,构造零水印信息.在版权认证过程中,首先提取多特征,再结合零水印信息,得到加密后水印;最后对其进行解密;即可实现版权认证.实验结果表明,所提出的方法效率高、安全性高、抗攻击能力强.基于多特征和混沌加密零水印算法综合了数字图像的多方面性质作为特征,稳定性高,提高了算法鲁棒性;同时采用新提出的基于混沌映射的块置乱方法提高了水印图像安全性,有效地解决了图像水印鲁棒性差和安全性低的问题.     

基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密

图像加密在当前信息安全堪忧的背景下显得尤为重要。传统加密方法是利用整数阶混沌序列或者其它低维离散序列的一个或者多个系数作为密钥对图像信息进行加密,由于加密序列相对简单且密钥空间较小,导致安全性不佳。本文提出基于分数阶Rossler混沌序列的图像加密算法,该算法以分数阶Rossler混沌系统的阶次和系统参数作为密钥,增大了密钥空间,而分数阶混沌系统特有的记忆特性,有效地增加了混沌序列的复杂性,使其在图像加密上更具安全性。     

RBF神经网络在混沌信息加密中的应用

混沌加密技术作为信息安全保护的新技术已成为目前国内外科研的热点问题。本文基于以上原理综合运用多种信息安全技术,设计了一种基于混沌加密的网络环境中的信息安全传输方案。方案中采用神经网络产生级联混沌序列,有效提高了低维混沌序列的安全性同时克服了有限精度对混沌序列性能的影响。     

一种基于二维Logistic混沌映射的VEA置乱加密算法设计

为解决视频信息的安全问题,本文提出了一种基于二维Logistic混沌映射的VEA置乱加密算法。先对视频数据中的I帧、P帧和B帧进行DCT转换,然后将DC、AC系数进行置乱,再利用二维Logistic混沌系统、产生的2组具有混沌特性的二进制流序列,对DC、AC系数进行两次混沌加密,得到加密的视频数据。通过使用混沌密钥进行二次加密的视频数据,具有安全性高、抵抗攻击能力强等特点。