本文關(guān)鍵詞：利用保密增強技術(shù)提高基于混沌同步密鑰分發(fā)的安全性，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：保密通信已成為網(wǎng)絡(luò)通信的重要研究內(nèi)容。保密通信系統(tǒng)的安全性取決于通信雙方所用的密鑰以及密鑰分發(fā)過程中保證密鑰安全而不被竊聽方竊聽的能力。傳統(tǒng)基于算法的密鑰分發(fā)方案的安全性建立在較長的密鑰以及復(fù)雜的算法上,其安全性屬于計算安全。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展,這種基于算法的密鑰分發(fā)無法滿足信息論意義上的安全,因此基于物理原理的密鑰分發(fā)方案被廣泛地研究和討論。量子密鑰分發(fā)方案被視為無條件安全的密鑰分發(fā)方案。然而,該方案尚存在一些技術(shù)難點,例如高效單光子源制備困難等。近年來,隨著利用混沌激光產(chǎn)生高速物理隨機數(shù)成為現(xiàn)實,基于混沌同步特性的密鑰分發(fā)方案開始受到關(guān)注�；诨煦缤降拿荑�分發(fā)思想是利用通信雙方激光器產(chǎn)生的零延時同步,使雙方輸出的類噪聲混沌信號具有高相關(guān)性。通信雙方從零延時同步的混沌信號中提取出相同裸鑰。然而,在嚴苛的條件下,即假設(shè)竊聽者擁有與通信雙方相同的激光器的條件下,竊聽者可能利用單向耦合的方式與合法通信方實現(xiàn)同步,進而竊取部分密鑰信息。因此,基于混沌同步的密鑰分發(fā)方案的安全性亟待提高。本文利用基于物理隨機碼的保密增強方案來提高基于混沌激光同步密鑰分發(fā)的安全性。該方案無需增加系統(tǒng)復(fù)雜性,只需采用universal哈希函數(shù)對裸鑰進行保密增強處理,便可有效解決竊聽者通過單向耦合方式與合法通信方時序信號同步的竊聽問題,從而提高混沌密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全性。主要工作如下:1.介紹了保密通信,以及安全的密鑰分發(fā)在保密通信中的重要作用�？偨Y(jié)了基于算法的密鑰分發(fā)和量子密鑰分發(fā)的研究現(xiàn)狀。綜述并總結(jié)了基于混沌同步特性的密鑰分發(fā)方案,并分析了現(xiàn)有方案的安全性。2.建立了基于互耦合光反饋混沌激光同步密鑰分發(fā)方案模型,分析了通信雙方半導體激光器的頻率失諧、反饋強度、耦合強度對雙方同步的影響。數(shù)值模擬了通信雙方的零延時同步,并從雙方零延時同步的混沌時序信號中提取出相同的裸鑰。對合法通信方和竊聽者的單向耦合同步進行了模擬分析,進而分析了裸鑰的安全性,并提出了對裸鑰進行保密增強的必要性。3.對保密增強問題進行了描述并介紹了用于本文保密增強過程的哈希函數(shù)。進而提出基于物理隨機碼的保密增強方案。具體而言,利用隨機碼構(gòu)建universal哈希函數(shù)并對不安全的裸鑰進行了保密增強程序處理,產(chǎn)生了安全密鑰。數(shù)值結(jié)果表明,經(jīng)保密增強處理后,合法通信方密鑰與竊聽者的密鑰間的互相關(guān)系數(shù)下降了一個數(shù)量級;信息泄露量最高僅為10-5 bit量級;竊聽者對安全密鑰比特的平均正確竊聽概率接近于零信息泄露量概率值0.5。密鑰安全性得到保證。最后,采用基于FFT變換的保密增強加速算法進行保密增強,減少保密增強處理耗時。
【關(guān)鍵詞】：保密通信 密鑰分發(fā) 混沌同步 保密增強
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN918.4
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 保密通信簡介10-11
• 1.2 基于算法的密鑰分發(fā)的發(fā)展狀況11-12
• 1.3 量子密鑰分發(fā)方案研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 基于混沌同步的密鑰分發(fā)方案研究現(xiàn)狀13-16
• 1.5 本文研究目的及內(nèi)容安排16-20
• 1.5.1 本文的研究目的16-17
• 1.5.2 本文內(nèi)容安排17-20
• 第二章 基于互耦合混沌激光同步的密鑰分發(fā)模型20-36
• 2.1 引言20-21
• 2.2 模型的建立21-23
• 2.3 互耦合光反饋半導體激光器混沌同步的模擬分析23-27
• 2.3.1 頻率失諧對同步的影響23-24
• 2.3.2 反饋強度對同步的影響24-26
• 2.3.3 耦合強度對同步的影響26-27
• 2.4 裸鑰的產(chǎn)生27-29
• 2.5 基于互耦合混沌激光同步密鑰分發(fā)的安全性分析29-33
• 2.6 本章小結(jié)33-36
• 第三章 面向基于互耦合混沌同步密鑰分發(fā)的保密增強36-58
• 3.1 保密增強的問題描述36-39
• 3.2 保密增強算法中哈希函數(shù)的選取39-43
• 3.2.1 universal哈希函數(shù)39-41
• 3.2.2 保密增強中適用的universal哈希函數(shù)41-43
• 3.3 基于H3 universal哈希函數(shù)的保密增強43-53
• 3.3.1 保密增強方案43-44
• 3.3.2 程序?qū)崿F(xiàn)44-47
• 3.3.3 保密增強結(jié)果分析47-53
• 3.4 基于FFT變換的加速方案53-55
• 3.5 本章小結(jié)55-58
• 第四章 總結(jié)與展望58-60
• 4.1 本文工作總結(jié)58-59
• 4.2 對未來的展望59-60
• 參考文獻60-66
• 致謝66-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文68

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