时空混沌双扰动单向hash函数的构造

提出一种采用耦合方式和m序列进行双扰动的时空混沌系统构造单向hash函数的新方案.方案中,Chebyshev映射的迭代值作为双向耦合帐篷时空混沌系统的初值进行扰动,而在时空混沌迭代末端,加入m序列产生器对选定的hash初值施加扰动,以抵抗存在性伪造攻击等攻击.该模型实现了任意长度明文序列转换成为160位hash值,仿真实验结果表明,该方案很好地达到了hash函数的各项性能要求,结合现有的各类攻击模式进行分析,证实该算法可以抵抗针对带密钥hash函数算法的各种攻击.     

基于并行和变参数的混沌hash函数的构造与性能分析*

提出了一种基于可并行和变参数的混沌分段线性映射hash函数算法。该函数通过明文扩展将并行处理的明文消息矩阵元素信息关联起来,实现了并行性。由矩阵元素位置标号决定的可变参数和矩阵元素相应的ASCII码值分别作为混沌分段线性映射的输入参数和迭代次数来生成相应明文的中间hash值。最终的128 bit的hash值由中间hash值的异或而得到。计算机模拟表明,本算法具有较好的单向性、混乱、扩散性以及抗碰撞性,满足单向hash 函数的各项性能要求。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。     

基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换的图像加密方案

针对单纯使用Arnold变换（猫映射）进行图像加密密钥空间小的问题,基于斜帐篷混沌映射和Arnold变换提出一种新的图像加密算法。算法首先根据明文生成密钥,然后利用斜帐篷混沌映射和Arnold变换对图像进行加密。该算法引入混沌映射大大增加了密钥空间,使密文随机性和抗攻击性更强,确保了加密后的密文更安全。实验表明,该算法可以对图像进行有效加密,可以有效防止针对加密图像的各类攻击。     

整数动态耦合帐篷映射优化设计与性能分析

给出一种整数帐篷映射的等价形式,并对整数动态耦合帐篷映射模型进行了优化设计。采用耦合映象格子模型,选用整数动态帐篷映射的优化形式作为格点的非线性函数,快速生成了具有均匀分布性和独立性的伪随机序列,对模型的信息熵、互信息、差值特性、Lyapunov指数、随机性进行了仿真分析。仿真结果表明,整数动态帐篷映射与其优化模型完全等价,满足了生成伪随机序列各项性能要求,生成效率显著提高。     

基于混沌映射的HMAC算法设计与分析

分析了HMAC（Hash-based Message Authentication Code）算法存在的固有缺陷,给出了针对HMAC参数的伪造攻击实例。在此基础上,提出了一种采用混沌映射的构造HMAC的算法,该算法通过混沌迭代生成HMAC参数值,混沌系统的初值敏感和不可预测性确保了参数值的动态性,从而有效抵抗伪造攻击,提高HMAC算法的安全性能。算法仿真与分析表明构造HMAC算法需要满足的安全性要求及嵌入的hash函数需满足的安全性条件。     

基于混沌映射的分组密码算法

提出一种新的混沌分组密码算法。该算法基于扩展Feistel结构将128 bit明文加密为128 bit密文。轮函数中的S盒由Logistic混沌映射产生,算法密钥由128 bit的初始密钥通过Cubic映射迭代生成。采用硬件描述语言VerilogHDL设计实现该算法,并用Modelsim对加解密过程进行仿真,实验结果证明其具有高灵敏度的S盒,密钥空间大,混乱和扩散性能好。     

基于Logistic映射的彩色图像加密算法设计实现

该算法使用Logistic映射产生混沌序列。采用单向散列函数生成Logistic映射的两个初始值,进行混沌迭代产生两个混沌序列,再按照一定算法生成两个变换矩阵实现对彩色图像的频域加密。实验证明,该算法实现简单,解密图像失真度低,安全性高,对彩色图像有着良好的加密效果。     

二维整数帐篷映射模型设计及安全性仿真分析

帐篷映射由于具有均匀分布特性,被广泛应用到密码学研究领域。一维整数动态帐篷映射模型由于其维数低,复杂度较低,密码学特性和安全性能较差,在密码学领域的应用有着一定的局限性。为了解决这一问题,将一维整数动态帐篷映射模型拓展为二维整数动态帐篷映射模型。二维整数动态帐篷映射模型产生的序列之间存在着扰动机制,进而增加了序列的复杂度,但这种扰动极值并不复杂,计算量较低。将该模型与一维整数动态帐篷映射进行了比较,并分析了该模型的自信息、互信息、均匀性、相空间、混沌性等特性。仿真结果表明,二维整数动态帐篷映射模型克服了一维模型均匀性较差的缺陷,其迭代生成序列具有良好的均匀分布特性及相互独立性,其密码学特性更加完善。     

整数非线性耦合映象格子模型及其性能分析

以时空混沌研究领域的典型例子——耦合映象格子模型为原型,采用非线性Arnold猫映射作为格点间的耦合方式,分别选用Logistic映射及Tent映射作为其格点的非线性函数,并将非线性函数进行整数化处理,进而构造出一种整数非线性耦合映象格子模型,模型生成序列具有均匀分布特性及独立性。对模型格点间的互信息、模型生成序列的分布特性、差值特性进行了仿真分析,并对模型生成序列进行了随机性测试。仿真结果表明,模型能够并行生成相互独立的性能良好的伪随机序列。     

基于整数耦合帐篷映射的单向Hash函数及其性能分析

提出一种基于整数耦合帐篷映射的单向Hash函数,并对其特性进行了分析.提出的算法采用双向耦合映像格子模型,用整数帐篷映射取代了传统的逻辑函数,具有较为理想的混淆与扩散特性.应用该算法,可将任意长度的明文序列单向散列为160比特Hash值.实验与分析结果表明,这种Hash函数具有很好的单向性、抗碰撞性,满足单向Hash函数的各项性能要求.该算法全部采用有限整数集内的简单位操作完成,便于软硬件实现,并且有高的执行效率.     

基于位置交换的快速图像置乱

为了提高图像置乱算法的置乱效率,提出了一种基于帐篷映射的快速随机排列算法,并把这种方法应用到图像置乱领域,构建了基于混沌序列的快速图像置乱算法。该快速随机排列以位置交换为核心,通过应用概率的几何意义,把由帐篷映射产生的服从非均匀分布的混沌序列转化为服从均匀分布的随机序列,驱动图像元素位置交换完成随机排列。理论和实验结果表明:快速随机排列在效率上优于基于排序算法的随机排列,构建的快速图像置乱算法与传统基于混沌排序图像置乱算法相比,密钥空间更大,运行效率更高。     

基于离散斜帐篷映射的混沌加密系统

利用帐篷映射的混沌特性并结合动态参数和明文块细分子块方法，提出了一种改进了的基于离散斜帐篷映射的混沌加密方法。该方法不仅继承了原有系统的优良密码学特性，而且通过理论分析和实验证明它拥有更好的抗选择明文攻击特性以及较稳定的加解密速度。     

A parallel hash join algorithm for managing data skew

Presents a parallel hash join algorithm that is based on the concept of hierarchical hashing, to address the problem of data skew. The proposed algorithm splits the usual hash phase into a hash phase and an explicit transfer phase, and adds an extra scheduling phase between these two. During the scheduling phase, a heuristic optimization algorithm, using the output of the hash phase, attempts to balance the load across the multiple processors in the subsequent join phase. The algorithm naturally identifies the hash partitions with the largest skew values and splits them as necessary, assigning each of them to an optimal number of processors. Assuming for concreteness a Zipf-like distribution of the values in the join column, a join phase which is CPU-bound, and a shared nothing environment, the algorithm is shown to achieve good join phase load balancing, and to be robust relative to the degree of data skew and the total number of processors. The overall speedup due to this algorithm is compared to some existing parallel hash join methods. The proposed method does considerably better in high skew situations     

Parallel Hash function construction based on chaotic maps with changeable parameters

A parallel Hash algorithm construction based on chaotic maps with changeable parameters is proposed and analyzed in this paper. The two main characteristics of the proposed algorithm are parallel processing mode and message expansion. The algorithm translates the expanded message blocks into the corresponding ASCII code values as the iteration times, iterates the chaotic asymmetric tent map and then the chaotic piecewise linear map, continuously, with changeable parameters dynamically obtained from the position index of the corresponding message blocks, to generate decimal fractions, then rounds the decimal fractions to integers, and finally cascades these integers to construct intermediate Hash value. Final Hash value with the length of 128-bit is generated by logical XOR operation of intermediate Hash values. Theoretical analysis and computer simulation indicate that the proposed algorithm satisfies the performance requirements of a secure Hash function.     

One-way hash function construction based on 2D coupled map lattices

An algorithm for constructing one-way hash function based on spatiotemporal chaos is proposed. A two-dimensional coupled map lattices (2D CML) with parameters leading to the largest Lyapunov exponent is employed. The state of the 2D CML is dynamically determined by its previous state and the message bit at the corresponding positions. The hash value is obtained by a linear transform on the final state of the 2D CML. Theoretical analysis and computer simulation indicate that our algorithm has good statistical properties, strong collision resistance and high flexibility. It is practical and reliable, with high potential to be adopted as a strong hash function for providing data integrity.     

基于双混沌动态参数的单向散列算法

结合双混沌系统以及传统散列函数的优点,提出一种新的带密钥单向散列函数的构造方法。该方法将帐篷映射和Logistic混沌映射结合组成双混沌系统生成混沌序列,作为动态参数代替传统散列算法中的固定参数参与轮函数的运算并生成散列摘要。结果表明,所提方法具有较大的密钥空间,很好的单向性,初值和密钥敏感性。     

一种新型Skew Tent映射的混沌混合优化算法

针对已有的混沌优化算法几乎都是利用Logistic映射作为混沌序列发生器,而该混沌序列的概率密度函数呈两头多、中间少的切比雪夫型的分布性质,不利于搜索的效率和能力,为此,首先构造一种新型混沌映射序列发生器—Skew Tent映射并结合迭代优化特点加以改进,然后分析了它的混沌特性．其次,将改进的混沌映射与Alopex启发算法相结合,充分发挥Alopex算法的快速搜索能力和混沌优化全局寻优的特性,提出一种混沌混合优化算法,提高了算法的收敛速度和有效搜索全局最优解．最后,仿真算例验证了该算法的有效性和Skew Tent混沌映射的应用前景．