基于动态复合混沌系统的S盒设计

S盒是分组密码中重要的非线性部件之一.基于多混沌系统及复合思想,并引入Arnold映射置乱算法,提出了一种混沌S盒的产生方法.首先,提出了几种混沌方程,并对方程的自相关性和互相关性进行了分析,证明它们具有很好的伪随机性.接着,引入了动态复合混沌系统,形成了一种新的混沌系统.运用线性同余发生器可以延长混沌周期的思想,结合动态复合混沌系统,形成了一种新的伪随机序列的产生方法.将所形成的伪随机序列构造成临时的S盒,再利用Arnold映射将临时S盒置乱形成新的S盒.最后,对所产生的S盒做了严格的性能测试,并将本文S盒特性与前人提出的S盒进行了对比,对比分析显示本文所提出的算法产生的S盒具有良好的密码学性能,在空间网络安全及轻量级密码中具有很好的应用前景.     

迭代混沌映射的S盒构造方法

置换盒又称为S盒,是分组密码中常采用的重要部件.首先对评价S盒性能的指标进行了分析,以非线性度、完全雪崩准则、输出比特间独立性、差分均匀性和双射作为主要的评价指标.然后利用混沌系统在相空间的高度非线性,提出了一种迭代混沌映射的S盒构造方法.仿真检测表明,利用该算法产生的S盒具有很好的密码学特性,为开发新的分组密码算法和动态S盒加密方法奠定了很好的基础.     

迭代混沌映射的S盒构造方法

置换盒又称为S盒,是分组密码中常采用的重要部件。首先对评价S盒性能的指标进行了分析,以非线性度、完全雪崩准则、输出比特间独立性、差分均匀性和双射作为主要的评价指标。然后利用混沌系统在相空间的高度非线性,提出了一种迭代混沌映射的S盒构造方法。仿真检测表明,利用该算法产生的S盒具有很好的密码学特性,为开发新的分组密码算法和动态S盒加密方法奠定了很好的基础。     

一种基于混沌经济模型的图像加密算法

混沌经济系统具有混乱性等复杂的动态特性,这些特性可以应用于密码学.提出了一种基于混沌经济模型的图像加密算法.实验结果表明,该算法可以正确地加密解密数字图像.分析表明算法对密钥变化敏感,密文图像像素灰度值具有分布随机性和低相关性,同时提高了加密速度.     

混沌理论在密码学中的应用

密码学在现代信息社会中具有特殊的重要性,混沌的良好特性给密码的设计提供了新的手段.混沌密码技术是现代密码学发展的一个重要成果,具有很大的发展潜力,已经成为当前信息安全领域的一个研究热点.笔者对密码学和混沌理论的有关问题进行了讨论.分析了混沌理论在密码学上的应用--混沌加密的原理、方法,阐述了近年来混沌加密相关问题的研究进展,最后在指出混沌加密所具有的优势的同时总结了其存在的不足及其今后研究的课题.     

混沌神经网络的同步及其在保密通信中的应用

利用神经网络的学习、逼近能力来构造混沌神经网络 ,提出非线性反馈控制混沌同步方法来同步两个混沌神经网络 ,并基于混沌神经网络的同步给出一种新的混沌保密通信系统 .理论分析和数值实验结果表明 ,新系统具有较强的通用性和柔韧性 ,且有同步速度快、信号恢复精度高和密钥量大等优点 .     

一个新型指数混沌系统的设计与电路实现

为了提高混沌系统的复杂性,用自然乘积指数函数替代一个3阶混沌系统中的非线性乘积项构造一个新型混沌系统.分析该系统的耗散性、平衡点、稳定性、Laypunov指数、分岔图等基本动力学特性.设计该混沌系统的硬件电路,并进行实验验证,电路实验结果和数值仿真一致.该新型混沌系统通过了NIST标准测试,可作为随机信号源产生更为复杂、随机性更好的伪随机序列.     

S盒布尔函数非线性度的分析

基于S盒构造准则,给出了构造较高非线性度,并具备良好密码学性质的布尔函数的理论依据;针对多输出布尔函数的非线性度和第二类非线性度,分析了两者之间的关系,并给出了有效抗击最佳多输出仿射逼近攻击的一个判断依据;最后利用walsh谱理论得出walsh循环谱与非线性度的关系,并对Camellia算法S盒中的布尔函数非线性度进行...     

混沌算子网络在经济数据预测中的应用研究

采用多个混沌算子单元组成一种新的预测网络,实现经济数据的预测分析.利用已知数据构造出训练样本,通过调节混沌算子单元的控制参数来控制其动力学特性,以此改变预测网络的动力学行为,使预测网络的动力学特性逐渐逼近被预测系统,并随之一致变化,从而实现时间序列的动态预测分析.利用该方法对国内生产总值和国民总收入等经济数据进行了预测...     

一种基于超混沌的二值序列生成方法

为了得到具有良好随机性和初值敏感性的二值序列,在已有的超混沌系统的基础上,,给出了一种构造的广义混沌序列产生方法.实验结果经过FIPS140-2测试检验,生成的密钥二值序列具有很好的随机性和初值敏感性满足密码学领域的加密要求.     

A Chaotic Block Encryption Scheme Based on the Piecewise Nonlinear Map

0 IntroductionIn recent years ,the application research of information se-curity using chaos theory has become an area of active re-search due to good properties of chaotic signals and many re-search results are obtained[1-6]. Kocarevet al[6]proposed ablock encryptionalgorithmbased onchaotic Logistic map,anddiscussed the relationship between cryptography and chaostheory,and si milarities of their crucial concepts such as mix-ing property and sensitivityto changesininitial conditions andparamet…     

一种混沌双变换图像加密算法的分析与改进

对一种基于位置和灰度双重变换的混沌图像密码算法进行了密码分析,找出了一种基于选择明文攻击的密码破解方法,进而提出了一种改进的混沌双变换型图像加密算法,并对改进算法进行了安全性分析和仿真实验．理论分析和实验结果表明,改进算法能抵御选择明文攻击,且其多项其它密码学性能也有明显的改善．     

基于超混沌AES图像加密算法

为提高图像加密算法的安全性能, 提出了一种改进的AES（Advanced Encryption Standard）超混沌加密算法。该算法根据超混沌系统产生的混沌序列进行排列组成S盒, 对明文图像做像素值替换;利用加入外部密钥的混沌序列分别对图像像素点进行行、 列位置置乱, 并对加密算法的安全性能进行了深入分析。仿真实验结果表明, 该算法具有更高的系统安全性, 不仅具有较大的密钥空间和较高的密钥敏感性, 而且能有效抵抗统计攻击和差分攻击等。     

一种抗能量分析攻击的混沌密码系统

研究表明很多密码系统虽然通过了常规安全性能测试，但是被证明可通过侧信道攻击破解，从而破获密码系统的敏感信息.为了抵抗侧信道攻击，设计了一种基于混沌的密码系统.该密码算法用两个混沌映射分别生成轮密钥和随机序列数，中间数据由明文、轮密钥和随机序列数三者通过异或操作生成，从而达到扩大密钥空间的目的.此外，随机序列数还控制随机化操作，通过随机化操作，将中间数据与能量消耗的关系进行隐藏，减少侧信道信息的泄露，以此达到抵抗能量分析攻击的目的.为了评估设计的密码系统的安全性，首先对其进行了常规测试，例如字符频率测试、信息熵测试和依赖性测试等，实验结果表明该系统具有良好的安全性能.其次，将该加密算法在Atmel XMEGA128芯片上实现，并对其进行了相关能量分析，结果表明所提出的密码系统可以防御相关能量分析攻击.     

基于双混沌映射的序列密码算法研究

混沌系统具有对初值敏感、长期不可预测和伪随机性,在密码学中具备良好的应用基础.针对单混沌系统因计算机有限精度效应容易产生的混沌退化,必须应用一种双混沌映射的序列加密算法.该算法生成的序列符合局部随机性统计检验要求,具有良好的加密性能.     

一种新的分组双密密钥密码方案

RSA加密算法是第一个较为完善的公开密钥算法,混沌密码算法是一种快速加密算法,在安全性要求较高的领域中,有着非常广阔的应用前景.在分析了RSA公钥加密系统和混沌加密各自的优点及其存在的安全问题的基础上,提出了一种新的分组双密密钥密码方案.这种密码方案是一种并联的混合密码系统.理论分析表明,这种方案要比单独使用其中任何一种加密方案保密性能好,代价低.     

一类时变参数混沌滚动密钥产生器的构造及分析

利用一类具有偶对称特性的一维分段线性映射，提出了时变参数混沌滚动密钥产生器的构造方法，所产生的模拟混沌序列的相空间分布不包含局部的线性结构，其密钥序列也具有理想的密码学特性。     

时空混沌自同步流密码系统

提出了由单向二维耦合的映象格点组成新的时空混沌自同步流密码系统,它能够产生并输出N2个平行混沌流密码.研究表明,该系统具有高安全性、快加密(解密)速度和强抗信道噪声能力,它的密码性质优于所有已知的混沌密码系统.     

基于径向基神经网络的混沌加密方案

提出了一种基于径向基(RBF)网络的混沌序列产生方法，并基于这种模型提出了一种新的混沌加密方案。计算机仿其证明利用RBF网络良好的逼近任意非线性映射和处理系统内在的难以解析表达的规律性的能力，及快速的收敛速度，在统一的系统结构下通过权值的切换方式(即用不同的混沌映射)可产生比单一混沌映射更多的、性能更接近理论值的混沌序列，同时基于该模型的混沌加密方案具有高度的保密性和灵敏性。