基于混沌序列的DES算法研究与实现

针对DES算法使用短密钥的不足,提出利用混沌理论拓展DES密钥空间的设想,设计了一种基于混沌序列的DES算法.即用Logistic映射产生混沌序列,从中构造DES的轮密钥,轮密钥间具有相互独立性,密钥空间具有无限性.通过改进的DES算法进行图像数据的加/解密试验,结果表明改进的DES算法较改进前的算法在安全性和抗破译性方面具有更强的抗攻击能力.     

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。     

线性移位寄存器在图像加密中的应用

图像加密技术作为数字信息保护的一种有效手段,随着信息技术的发展,人们对其安全性的要求越来越高。讨论了关于线性移位寄存器（LFSR）在图像加密中的应用。本算法先采用LFSR算法产生伪混沌比特密钥流,将该密钥流作为随机值映射算法和加密算法的初始参数。随机值映射算法取其中较高位的密钥流,生成置乱序列用于图像像素的位置置乱。另一组密钥流作为加密序列可对图像的像素值进行加密。实验结果表明该方法运算速度快,通过随机值映射算法产生的伪随机置乱和加密序列具有很强的可操作性、保密性,而且截取伪混沌比特密钥流的位数也可作为密钥存在。     

一种混沌DES算法的单片机实现

针对DES（数据加密标准）算法所存在的不足和混沌序列的特点,提出了一种新的基于Lorenz混沌模型的改进DES加密算法,并在C8051F020单片机上进行了实现。该算法将混沌模型与DES算法相结合,对加密时所用的初始密钥和16轮迭代过程进行了改进,采用一次一密的加密方法。理论分析和实验结果表明,与原始DES算法相比,该算法扩展了密钥的选择空间,有效地提高了算法的安全性能和抵抗攻击的能力,并提高了算法的运算速度。     

改进的国际数据加密算法的子密钥扩展算法

提出了一种改进的国际数据加密算法(International data encryption algorithm,IDE-A)子密钥扩展算法。该算法采用伪随机序列产生具有无序性的子密钥,令攻击者无法有效地分析子密钥中初始密钥位的位置,也无法确定弱密钥的位置。无序的子密钥破坏了针对性攻击的攻击条件,使这些攻击无效。在只有伪随机序列产生的子密钥中,对初始密钥使用频率的不同会导致新弱密钥类的产生,因此引入线性探测再散列来防止该现象的发生。对该算法进行的验证性攻击实验及安全性、效率性分析都表明该算法是安全高效的。     

基于Duffing映射与遗传操作的图像加密方法

提出了一种基于混沌系统和遗传操作的图像加密方案.首先,使用SHA-3算法计算明文图像的哈希值,作为混沌系统的初始值;其次,利用混沌映射对初始条件的敏感性与伪随机性,迭代Logistic映射得到伪随机序列并生成希尔矩阵,对图像进行置乱与置换;再次,结合Duffing映射与DNA编码技术,利用遗传操作在位水平上,实现像素的选择、交叉与变异来完成像素的扩散与置乱,显著增加算法的破译难度;最后,通过与混沌序列进行双向异或运算,进一步增强算法的混淆和扩散特性.实验和安全性分析结果表明,该算法对密钥的敏感性强,能有效抵抗统计攻击和差分攻击等,加密效果得到显著提升.     

基于Logistic和Baker映射的视频加密方法

为保证网络信息传输的安全性,提出一种视频图像加密方法。该方法引入混沌系统中的Logistic映射和Baker映射,结合H.264视频压缩编码特点,利用Baker映射对DCT（Discrete Cosine Transform）变换量化后的块进行位置置乱,改变空间像素的位置;利用Logistic映射产生的伪随机序列生成密码序列,对块矩阵像素的数值进行改变;在熵编码完成后,利用Logistic映射产生的伪随机序列,对0,1二进制串进行漂移的流加密。该算法的计算复杂度低,具有良好的安全性和实时性,对编码压缩性能影响较小。     

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。     

基于改进的Logistic混沌映射彩色图像加密算法

针对彩色图像加密算法需满足加密速度快、Kerckhoff原则、密钥空间大、解密保真度高这4个基本要求,提出了一种改进的具有较大密钥空间的Logistic混沌映射来产生混沌密码序列并在序列异或加密算法上进行改进,通过实验仿真,从直方图、加密效果评价参数、抗剪裁、抗噪声、相关性、密钥空间大小等方面进行了加密效果分析,结果表明该算法可以实现快速地对图像数据流进行实时加解密.     

基于完备序列集的扩频码构造方法

为了改善传统扩频序列周期短、复杂度低的问题,提出一种基于完备序列集的扩频码构造方法。利用移位算法将二进制理想的二元自相关序列转换为长周期、高复杂度的完备序列集,随机地按行或列抽取完备序列集中的子序列,以其作为扩频码并用于扩频通信。利用传统伪随机序列和Logistic混沌序列分析该方法的有效性,并与现有方法相比得知,新方法可改善序列相关性,提高序列复杂度。仿真测试结果显示,完备序列具有较强的抗噪声干扰能力,并能获得较低的扩频误码率。     

基于Henon映射的数字图像加密

通过对目前普遍应用于数字图像加密的几种混沌系统进行分析比较,提出将Henon映射应用于图像加密．由于Henon映射所产生的混沌序列不满足均匀分布,可以利用王英等人提出的小数点右移去整的方法使之近似均匀分布．在对此方法移位参数限制的基础上,对混沌序列进行处理,得到更适合图像加密的伪随机序列．利用改进后的序列生成变换和置乱矩阵,对图像进行按位异或和置乱等加密运算．仿真结果表明,该算法可以达到较好的加密效果,并且具有较强的抗攻击性能．     

基于DSP的双精度浮点型伪随机序列发生器的设计

在现代工程实践中,伪随机序列广泛应用于信息安全、数字通信、密码学、自动控制等领域中。本文设计了一种基于TD-ERCS混沌系统和混沌序列均匀化普适算法的伪随机序列发生器;采用32位高性能浮点型数字信号处理芯片实现了IEEE754双精度浮点型标准的PRSG;DSPs与PC的通讯采用了USB2.0传输协议。依据美国国家标准与技术研究院所提出的伪随机序列性能指标,对迭代所产生的混沌伪随机序列进行了测试,结果表明该PRSG所产生的CPRS性能良好,为算法的硬件实现做了很好的前期验证。     

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.     

一种新的Rossler混沌序列图像加密算法

在传统的混沌序列加密算法的基础上,该文提出了一种新的Rossler混沌映射加密算法.该算法将图像的象素值进行了二次加密,且密钥也是经过混沌序列加密的,具有高度复杂性和安全性.通过MATLAB仿真得到的结果证明了其良好的保密性能,与理论结论相符.     

基于Java卡DES及3DES算法的实现

作为一种特殊的智能卡,Java卡较传统的智能卡在安全性、可移植性和开发的简便性上都大有提高。但是,目前Java卡上的加密算法多是在本地方法中实现,这大大制约了Java语言的平台无关性。针对这一问题,在简要介绍智能卡,特别是Java卡知识及DES、3DES算法的基础上,提出了一种以Java语言来实现DES及3DES算法的方法,并详细介绍了实现过程中使用到的关键技术。在PC机上模拟测试的结果表明,该算法正确。     

一种基于混沌的AES算法的研究

AES算法越来越多地应用到各个领域,是加密方法发展的新趋势．描述了AES加密算法,重点是对AES算法进行了改进,即用Logistic映射生成的混沌序列作为AES加密方法的初始密钥．最后用C＋＋语言实现了混沌和AES结合的新算法并与原始AES算法进行了速度对比．     

混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法的FPGA实现

针对现有的PRNG的均匀性差的特性,文献[1]提出了一种将混沌序列变换成均匀伪随机序列的普适算法。我们首次提出该算法的FPGA实现方案,方案由上位机软件、UART控制器、初值缓存器、均匀化算法实现单元、尾数序列缓存转换器组成。采用VHDL完成各模块设计,芯片选用逻辑资源为100万门的CycloneIIEP2C35F672C6,硬件电路共占6721逻辑单元,资源率20%,工作频率为50MHz。