近年來,因數(shù)據(jù)泄露造成的安全問題屢見不鮮,信息安全不僅與個(gè)人息息相關(guān),而且在我國(guó)已經(jīng)上升到了國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度,得到空前的重視。將一些非傳統(tǒng)的方法引入信息安全領(lǐng)域,成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。流密碼系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于無線通信中,因此將具有偽隨機(jī)性,不可預(yù)測(cè)性的混沌系統(tǒng)用于設(shè)計(jì)流密碼算法得到研究者的重視。在常用的復(fù)雜混沌系統(tǒng)中,時(shí)空混沌由于其在時(shí)間和空間上都存在混沌的行為特征,因此得到了廣泛的應(yīng)用,它的典型例子是耦合映像格子(CML)模型,具有較多正的Lyapunov指數(shù),系統(tǒng)在時(shí)間及空間方向上都是混沌的,其動(dòng)力學(xué)行為非常豐富而復(fù)雜,所以非常適合用來設(shè)計(jì)流密碼算法。但是在二維耦合映像格子模型的應(yīng)用過程之中,研究者們往往直接將其應(yīng)用到流密碼算法的設(shè)計(jì)之中,很少有研究者對(duì)該混沌系統(tǒng)本身所具有的密碼學(xué)相關(guān)性能進(jìn)行系統(tǒng)的分析,使得它在混沌保密通信的應(yīng)用缺少足夠的理論支撐。因此,本文針對(duì)這些需要繼續(xù)深入的研究點(diǎn)開展了相關(guān)的研究。同時(shí)發(fā)現(xiàn)其概率密度隨參數(shù)的變化過程之中發(fā)現(xiàn)無論如何組合其參數(shù)的設(shè)置,系統(tǒng)的概率密度的取值并不均勻,因此從密碼學(xué)的應(yīng)用角度出發(fā),對(duì)耦合映像格子模型特性進(jìn)行了分析并對(duì)其在流密碼中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。本文完成的主要研究工作如下:1.基于分段Logistic映射(PLM)的二維耦合映像格子(2D CML)模型,給出了Lyapunov指數(shù)譜的解析式,并對(duì)模型的密碼學(xué)相關(guān)性能進(jìn)行了分析。研究結(jié)果為模型的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。2.針對(duì)2D CML模型概率密度不均勻的問題,提出了為每個(gè)格子添加數(shù)值不同的偏移量來實(shí)現(xiàn)概率密度的近似均勻化的解決方案。對(duì)均勻化后的2D CML模型進(jìn)行了分析,分析結(jié)果顯示該模型具有更好的密碼學(xué)相關(guān)性能。3.以均勻化后的2D CML模型為基礎(chǔ)部件,結(jié)合非線性函數(shù)和分區(qū)元胞自動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)出一種兼具效率和安全性的流密碼算法。4.使用NIST測(cè)試工具對(duì)本文提出的算法進(jìn)行隨機(jī)性測(cè)試,并在安全性、相關(guān)性、效率等方面也進(jìn)行了相應(yīng)分析,驗(yàn)證了本文提出的算法是安全和有效的。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：O415.5;TN918.1
【部分圖文】：

22圖 3.1 格子(1,1)的分岔圖隨 變化的情況從圖3.1中可以看出，隨著 增大，模型的混沌狀態(tài)變得更佳。同時(shí)，對(duì)比圖3.1中 取值可以得到隨著 的增大模型的整體混亂程度也隨之增大，當(dāng) 的值為4時(shí)格子的混亂程度達(dá)到最大，其軌道遍歷[0,1]的區(qū)間，這和PLM的LE隨著中 的變化情況是相一致的[12]，也從一個(gè)側(cè)面映證了系統(tǒng)的LLE僅與局部映射的LE有關(guān)。3.2.2 N 改變對(duì)分岔的影響對(duì)局部映射PLM，設(shè)置 =4

3.2.2 N 改變對(duì)分岔的影響對(duì)局部映射PLM，設(shè)置 =4，分析改變N的取值為當(dāng)N變化時(shí)格子的分岔情況，格子(1,1)的分岔如圖3.2所示。圖 3.2 格子(1,1)的分岔圖隨 N 變化情況格子(1,1)隨N變化的分岔情況如圖3.2所示。由圖3.2可以看出，N的變化對(duì)分岔的結(jié)果幾乎沒有影響。

對(duì)系統(tǒng)的遍歷區(qū)間進(jìn)行分析。3.3.1 改變對(duì)遍歷區(qū)間的影響固定N=64，依次設(shè)置 =0.5，1.5，2.5和4，得到的系統(tǒng)的遍歷區(qū)間如圖3.3所示圖 3.3 格子(1,1)的遍歷區(qū)間隨 的變化情況
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