發(fā)布時(shí)間：2020-03-22 10:17

【摘要】：隨著政府對(duì)于環(huán)境保護(hù)的力度逐漸增強(qiáng),燃煤電廠作為主要的污染物排放源頭使得其成為了重點(diǎn)監(jiān)測(cè)對(duì)象。燃煤電廠污染物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過使用無線傳輸作為燃煤電廠污染物的數(shù)據(jù)傳輸方式,大大提高了上級(jí)監(jiān)管部門對(duì)于污染物排放的監(jiān)控效率。然而其也存在一定的安全威脅,如燃煤電廠更改(替換)污染監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等等不安全的行為。針對(duì)燃煤電廠污染物排放監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的傳輸安全問題,本文提出了基于橢圓曲線密碼體制和AES的混合加密技術(shù)方案。橢圓曲線密碼體制作為一種非對(duì)稱密碼體制其加解密速度較慢,因此本文通過使用橢圓曲線數(shù)字簽名(Elliptic Curve Digital Signature Algorithm,ECDSA)來保證數(shù)據(jù)的完整性,不可替換性和不可否認(rèn)性,而高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(Advanced Encryption Standard,AES)作為一種對(duì)稱加密算法較非對(duì)稱加密算法其加解密效率具有較大的優(yōu)勢(shì),因此本文使用AES加密算法保證數(shù)據(jù)和簽名的機(jī)密性。首先,論文對(duì)橢圓曲線標(biāo)量乘算法進(jìn)行了研究,針對(duì)橢圓曲線數(shù)字簽名中標(biāo)量乘計(jì)算開銷較大,占用了較多資源的情況,本文對(duì)橢圓曲線標(biāo)量乘算法進(jìn)行了優(yōu)化,在對(duì)稱三進(jìn)制標(biāo)量乘的基礎(chǔ)上提出了降低非零值權(quán)重的對(duì)稱三進(jìn)制標(biāo)量乘算法,通過對(duì)比分析,提出的算法不僅可以得到正確的運(yùn)算結(jié)果,同時(shí)計(jì)算復(fù)雜度也較低。在此基礎(chǔ)上,本文對(duì)橢圓曲線數(shù)字簽名方案進(jìn)行研究,針對(duì)相關(guān)改進(jìn)方案中存在的安全缺陷,提出了基于密鑰隱藏?cái)?shù)據(jù)摘要的數(shù)字簽名,在不增加計(jì)算量的同時(shí),提升了算法的安全性。其次,論文對(duì)AES中的S盒設(shè)計(jì)算法進(jìn)行了研究,由于傳統(tǒng)的AES算法在加密和密鑰擴(kuò)展方案中使用同一個(gè)S盒,并且其S盒為大眾所知,隨著學(xué)者對(duì)S盒研究的深入,算法安全強(qiáng)度越來越依賴于密鑰,而如果算法使用的S盒不公開,則能夠減少攻擊者對(duì)于算法的先驗(yàn)信息,增強(qiáng)算法的安全性。本文通過使用仿生優(yōu)化算法來生成S盒,通過使用基于交叉變異的粒子群S盒設(shè)計(jì)算法生成的S盒來替換原有的基于代數(shù)運(yùn)算生成的S盒,從而使得算法的S盒不為大眾所知。通過在粒子群算法中加入交叉變異的思想,使得算法生成的S盒的非線性度和差分均勻度與當(dāng)前的最優(yōu)S盒極為接近,也可以克服代數(shù)方案一次只能生成一個(gè)S盒的缺點(diǎn)。最后,本文對(duì)AES加密算法進(jìn)行了研究,針對(duì)AES加密算法中密鑰擴(kuò)展存在輪密鑰相關(guān)性較強(qiáng)的安全性缺陷,本文提出了使用單向散列函數(shù)SHA256的密鑰擴(kuò)展方案代替原有的AES擴(kuò)展方式,增強(qiáng)AES密鑰擴(kuò)展的不可逆性,并采取Logistic混沌映射生成的混沌序列控制基于交叉變異的粒子群算法生成的多S盒的排布,從而使得S盒的排布隨Logistic系統(tǒng)初始參數(shù)的更改動(dòng)態(tài)變化,提升了算法的安全性。并通過C++對(duì)混合加密方案進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn)。
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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14S S S S S S S S S S S S S S 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 6′ 7′ 8′ 9′ 10′ 11′ 12′ 13′ 14狀態(tài)矩陣第一行 狀態(tài)矩陣第二行 狀態(tài)矩陣第三行 狀態(tài)矩1′ 2′ 3′ 4′ 6′ 7′ 8′ 5′ 11′ 12′ 9′ 10′ 16′13M M M 1′′ 2′′ 3′′ 4′′ 5′′ 6′′ 7′′ 8′′ 9′′ 10′′ 11′′ 12′′ 13′′ 14"，

本文編號(hào)：2594898