一类细胞自动机安全性刻划与密码体制增强

前人采用r=1线性细胞自动机的简单、局部与并行加密优点设计了几类高速密码体制,但都被破译了.系统分析了r=1细胞自动机密码体制,证明了r=1线性细胞自动机作为密码学的缺陷,单纯利用线性细胞自动机加密易被线性逼近与易受差分攻击,因而必须采用辅助信息增强密码系统安全.针对此构造了两类加密体制:A类加密体制以非线性变换作为r=1线性细胞自动机的非严格雪崩准则的混淆性不足的补偿,而细胞自动机则作为扩散使用;B类则是使用一次一密机制增强密码系统的安全性.A类加密体制安全性依赖非线性变换,但A类密码体制性能仍不如DES传统加密机制;而B类加密体制是安全的且在性能上是高速的,但实现复杂且只能用在通信加密中.     

数字音频的新型密码体制及信息隐藏的普适框架

为了从宏观层面增强数字音频信息隐藏的安全性和标准化，建立一个数字音频的新型密码体制和信息隐藏的普适框架，所有在微观层面能抵御现有各种攻击的算法都可以纳入该框架之下，结合形成严密的信息隐藏体制，对数字音频提出一维重排为二维与随机填充方案，以增加密文混乱程度和不确定性；提出基于随机矩阵变换和数论中本原元的两类随机置乱变换，通过多轮复合加密解密变换建立了一个新型的数字音频密码体制，并在此基础提出一个数字水印体制，该密码体制属于计算保密体制，具有语义安全性，该数字水印体制具有鲁棒性、健壮性和安全性，大量的仿真实验验证了结论，结论可推广于建立其他数字多媒体的信息隐藏体制。     

一种增强S盒的DES加密体制

数据加密标准DES是数据通信领域中一个至今被广泛采用的加密手段,其中的S替换盒作为该密码体制的非线性组件对安全性是至关重要的。在分析S盒设计准则与方法的同时,提出了一种增强S盒的方法,从而提高DES抗攻击能力。     

一种基于非线性对等变换的分组密码模型

为了使密码算法兼具Feistel型和SP型密码算法的优点,提出了一种构造交换环上m维线性空间的对等非线性变换的方法,并依此设计了基于对等变换的类Feistel密码模型和一种新的分组加密模型。新的加密模型既有Feistel模型的对称性,又有SP网络模型扩散速度快的优点。同时,该模型具有相当大的灵活度,通过选取不同的环,参数a、b以及非线性函数f(x)可以演变出多种分组密码算法。因此,该模型具有较广的应用前景。     

耦合触发细胞自动机加密算法研究

该文提出了1种新的耦合触发细胞自动机加密模型。根据耦合和触发细胞自动机的性质，采用相互作用的n个细胞自动机作为一个整体，构造出耦合触发细胞自动机加密系统。计算机仿真结果表明：该算法极大地提高了密钥空间，有效地阻止了蛮力攻击；同时，加密时随机数的引入使得攻击者不可能获得唯一的明文密文对，从而有效地抵御了已知明文攻击和选择密文的攻击。     

基于群环上的公钥密码体制

给出了基于群环上的离散对数问题的公钥密码体制.利用有限域上一般线性群中矩阵的阶等于其Jordan标准形的阶这一结论,结合有限域上线性代数的有关理论,给出了基于一般线性群上的一类交换群环中可逆元的存在性以及构造方法,并说明在这一群环上存在离散对数问题,利用这一群环的良好的密码性质构造出基于群环上的公钥加密体制.对该密码体制的安全性以及对加密解密计算代价和密码体制的实现方法进行了讨论,并用实例证明了该密码体制的可行性.     

利用双公钥的Niederreiter公钥密码体制的改进

在基于Goppa码构造的Niederreiter公钥密码体制的基础上,采用双公钥H1′和H′2构造新的公钥密码体制,通过双公钥加密增加了解密的复杂度.利用目前攻击N公钥体制的方法对其进行了安全性分析,证实该方法提高了其体制的安全性.并且通过对作为公开密钥的校验矩阵进行初等行变换,变成系统码形式,从而减少了体制的公开密钥量,经验证明该方法提高了其纠错能力.     

可撤销的多用户无证书加密

无证书密码体制既没有传统公钥密码体制中的证书管理问题，也没有基于身份公钥密码体制中的密钥托管问题。在多用户加密机制中，数据发送者将数据加密之后，把密文发送给多个用户，每个用户利用自己的私钥进行解密获得明文。但由于一些原因(离职，生病等等),部分用户的权利需要被撤销。因此，构造一个可撤销的多用户的无证书的方案是有意义的。首先，提出了一个可撤销的多用户无证书加密方案；然后，在随机预言模型下对方案进行了安全性证明；最后，进行了效率比较，与现存的一些方案相比，新方案具备了更多的功能，更高的运行效率。     

基于可逆记忆CA融合时间延迟的图像加密算法研究

针对当前的元胞自动机加密系统不具备记忆功能,使其安全性\加密速度不理想;且目前的图像加密算法都忽略考虑时间延迟现象,无法体现加密的真实过程。对此,提出一种可逆线性记忆元胞自动机(cellular automata-CA)与时间延迟函数,采用二者相融合的加密算法来克服上述问题;并将非线性耦合置乱方法引入算法中。首先迭代一维线性分段映射所得到的一维数组,该数组通过非线性耦合置乱方法后得到一个置乱数组,并利用该数组对初始图像进行置乱处理,改变像素位置;然后将时间延迟引入到Logistic映射中,利用可逆线性记忆元胞自动机的演变规则对二者相融合所生成的时间延迟伪随机数组进行迭代,得到迭代数组。利用该迭代数组根据像素扩散机制对置乱图像进行扩散加密处理,改变其像素值。借助MATLAB仿真软件来验证算法。结果表明:提出的图像加密新算法具有优异的加密性能,加密机制高度安全,其密钥空间巨大,抗攻击能力大幅度提升。     

弱可逆有限自动机分解的一个结果

研究弱可逆有限自动机的分解可以为分析有限自动机公开钥密码体制的安全性提供一种重要途径。从输出权的角度讨论了一般的延迟r步弱可逆有限自动机M的分解问题,得到了它可以分解出k0（k0≤r）阶延迟元的一个充要条件,即M可以分解成延迟r-k0步弱可逆有限自动机和k0阶延迟元当且仅当M的所有状态的长k0输出权为1。     

基于细胞自动机的公钥密码体制研究

为了解决高速实时信息传输的瓶颈问题,该文提出了一种基于细胞自动机理论的公钥密码算法.该算法以n个一维可逆细胞自动机为私钥,由它们构造出的二维Moore型不可逆的细胞自动机为公钥组成公钥密码体制.该算法实现简单,易于VLSI(超大规模集成电路)实现,有效地解决了复杂密码算法在高速实时信息传输时带来的瓶颈现象.     

The generalization of public key cryptosystem FAPKC4

FAPKC4, a public key cryptosystem based on automata theory, is generalized so that component automata of compound automata in user’ s public key would not be restricted to memory finite automata. The generalized FAPKC4 can be used in encryption and implementing digital signatures as well.     

一个基于分级身份的密码系统

提出一个基于分级身份的密码系统:包括分级的基于身份的加密和签名方案。在随机预言模型下,新的基于分级身份的加密和签名方案都是可证明安全的,同时在标准模型下,基于分级身份的加密方案是在给定身份攻击下可证明安全的。基于给出的基于分级身份的加密方案,首次提出了分级代理解密的概念,并且给出了安全模型和构造方法。     

Instantiate random oracles in OAEP with pseudorandom functions

This paper focuses on the instantiation of random oracles in public key encryption schemes. A misunderstanding in the former instantiations is pointed out and analyzed. A method of using this primitive as a substitution of random oracles is also proposed. The partial and full instantiations of random oracles in optimal asymmetric encryption padding （OAEP） implemented by pseudorandom functions are described and the resulted schemes are proven to be indistinguishable secure against adaptive chosen ciphertext attack （IND-CCA2） secure. Using this method, one can transform a practical public key encryption scheme secure in the random oracle model into a standard-model secure scheme. The security of the scheme is based on computational assumptions, which is weaker than decisional assumptions used in Cramer- Shoup like schemes.     

基于矩阵环的快速公钥密码算法

针对资源受限的计算环境,提出了一个快速公钥密码算法。该密码算法通过使用一个特殊的矩阵分解问题从而避免了在加解密过程中使用计算量较大的模指数运算,因而具有更高的计算效率。分析指出：密码的安全性与整数分解问题有关,但是并不等价于整数分解问题。该密码算法由于使用了特殊的矩阵分解问题,能够抵抗各类私钥恢复攻击和格攻击,因此是一个快速高效的公钥密码。     

基于细胞神经网络超混沌特性的图像加密

 细胞神经网络是高度非线性动力学系统,四阶细胞神经网络能够产生超混沌行为.利用四阶细胞神经网络产生的超混沌特性应用于图像加密.实验结果表明,本方法加密效果好同时具有非常高的安全性.     

一种基于量子准循环LDPC码的McEliece公钥密码算法

量子公钥体制包括无条件安全的量子公钥和计算安全的量子公钥密码。以经典公钥算法为基础,结合量子密码特性,研究一种基于量子计算安全的公钥密码;在GF(4)域,量子低密度奇偶校码是一线性码,存在BP快速译码算法。由此提出基于量子准循环LDPC码的量子McEliece公钥体制,给出该公钥体制的加密和解密过程。并通过数值仿真方法,分析该体制的安全性。研究结果表明,与经典方法相比,基于准循环量子LDPC码的McEliece公钥体制极大地扩展了密钥空间,有效地提高了系统的安全性,相对于经典McEliece的工作因子(274),量子McE-liece的工作因子达到2270,传输效率为0.60,且可有效地抵抗量子Grover算法攻击。