本文關鍵詞：基于多態(tài)的混沌流密碼算法的研究

  更多相關文章： 混沌 密鑰流發(fā)生器 多態(tài)性密碼 NDF 自編碼 流密碼

【摘要】：在密碼學領域中,偽隨機序列扮演著至關重要的作用。密鑰管理、通信系統(tǒng)、數(shù)字簽名以及身份認證等都離不開高質量的偽隨機序列。因此,生成數(shù)量足夠大且符合密碼要求的隨機序列有著重要意義。在密碼分析和攻擊手段不斷進步的情況下,傳統(tǒng)的密鑰流(偽隨機序列)生成方法都受到了極大的挑戰(zhàn)。近年來,基于混沌理論的生成密鑰流已經(jīng)成為信息安全領域的前沿課題之一。本論文的工作主要包括以下方面：(1)對流密碼和混沌理論的相關內容分別作了詳細的論述。分別給出了線性反饋移位寄存器(LFSR)的模型及生成m序列的統(tǒng)計特性等。其次介紹了混沌的相關定義及其運動特征,同時列舉了幾種典型的混沌模型,并分析混沌系統(tǒng)用于構造密鑰流生成器的優(yōu)缺點。然后結合幾種基于混沌理論的偽隨機序列生成器,說明其在實際中的應用。(2)具體闡述了多態(tài)密碼的基礎知識。首先介紹多態(tài)性密碼理論,基本原理,發(fā)展階段等,并分析了多態(tài)性密碼思想與傳統(tǒng)密碼的區(qū)別。(3)針對經(jīng)典混沌偽隨機序列生成器的不足,進行分析與改進,提出了一種新的密鑰流發(fā)生器構造方法。該方法根據(jù)混沌理論,借鑒多態(tài)性密碼思想,使自編譯系統(tǒng)中的混沌映射算法隨機排列,可以有效抵抗差分攻擊。對該密鑰流生成器生成的序列進行理論分析與實驗仿真后,該生成器輸出序列隨機性能良好。(4)針對傳統(tǒng)混沌流密碼存在的一些問題,本章引用已有文獻中構造的NDF安全混沌模型,結合自編碼切換策略,提出了基于自編碼的NDF流密碼算法。該算法首先構造了同時滿足Kelber條件和熵準則的NDF安全混沌子模型,然后按照基于自編碼的切換原則隨機選擇NDF混沌子系統(tǒng),完成對明文的加密。解密過程則是加密過程的逆運算。通過理論分析與實驗仿真,該算法生成的密文隨機性良好,實例加密應用效果較好。
【關鍵詞】：混沌 密鑰流發(fā)生器 多態(tài)性密碼 NDF 自編碼 流密碼
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O415.5;TN918.1
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 課題的研究背景和意義11
• 1.2 流密碼的國內外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)流密碼的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 基于混沌的流密碼研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 主要研究內容及成果15-16
• 1.4 論文組織結構16-18
• 第2章 基礎理論18-34
• 2.1 流密碼基礎理論18-20
• 2.1.1 流密碼的概念18-19
• 2.1.2 線性反饋移位寄存器19
• 2.1.3 m-序列及其性質19-20
• 2.2 混沌理論基礎20-26
• 2.2.1 混沌的定義20-22
• 2.2.2 混沌系統(tǒng)的特征22
• 2.2.3 幾種典型的混沌系統(tǒng)22-25
• 2.2.4 混沌序列的量化25-26
• 2.3 偽隨機序列性能指標26-30
• 2.3.1 Golomb隨機性假設26-27
• 2.3.2 局部隨機性檢驗27-30
• 2.4 多態(tài)性密碼理論30-33
• 2.4.1 多態(tài)性密碼原理31
• 2.4.2 多態(tài)性密碼發(fā)展階段31-33
• 2.5 本章小結33-34
• 第3章 多態(tài)離散混沌密鑰流發(fā)生器的構造34-47
• 3.1 自編譯系統(tǒng)的組合34-35
• 3.2 改進Logistic混沌映射35-38
• 3.2.1 L-L級聯(lián)映射35-36
• 3.2.2 L-L級聯(lián)映射隨機分布改進36-38
• 3.3 密鑰流發(fā)生器的設計38-40
• 3.3.1 密鑰流發(fā)生器的結構38-39
• 3.3.2 方案描述39-40
• 3.3.3 實施步驟40
• 3.4 二值量化40-41
• 3.5 性能分析41-46
• 3.5.1 理論分析41-42
• 3.5.2 實驗仿真42-46
• 3.6 本章小結46-47
• 第4章 基于自編碼的NDF流密碼的研究47-68
• 4.1 NDF安全混沌模型47-52
• 4.1.1 非線性濾波器的基礎知識47-48
• 4.1.2 n階非線性數(shù)字濾波器48-50
• 4.1.3 反饋系數(shù)的設計50-52
• 4.2 流密碼算法的設計52-55
• 4.2.1 流密碼加解密的結構52-53
• 4.2.2 加解密過程53-55
• 4.3 二值量化55
• 4.4 性能分析55-61
• 4.4.1 NDF子系統(tǒng)的復合的特性分析55-56
• 4.4.2 密鑰空間分析56
• 4.4.3 密文相關性理論分析56-58
• 4.4.4 實驗仿真58-61
• 4.5 加密效果分析61-66
• 4.5.1 加解密實現(xiàn)與直方圖分析61-63
• 4.5.2 密鑰敏感性測試63
• 4.5.3 密文圖像受損攻擊63-65
• 4.5.4 相關性分析65-66
• 4.6 本章小結66-68
• 第5章 總結與展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參與的科研項目75

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 桑濤,王汝笠,嚴義塤;一類新型混沌反饋密碼序列的理論設計[J];電子學報;1999年07期

2 鄭宇;何大可;唐小虎;鄧子健;;基于FCSR和LSFR相結合的密鑰流生成器[J];計算機工程;2007年05期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王小敏;非線性動力學濾波器設計及其在信息安全中的應用研究[D];西南交通大學;2007年

2 韋鵬程;混沌偽隨機序列及其應用研究[D];重慶大學;2008年

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本文編號：1115180