一种改进的基于多混沌映射的流加密算法

为了提高计算精度受限情况下单混沌映射流加密系统的安全性,改善输出密钥流序列的性能,采用多混沌加密思想,对多种不同单混沌映射进行合理组合.提出一种改进的基于多混沌映射的流加密算法,使产生的密钥流序列具有更高的安全性,并且通过FIPS140-2标准的随机性能测试.分析和仿真结果表明:与传统的基于单混沌控制的流加密算法相比,该算法扩展了初始密钥空间和流周期,产生的密钥流序列具有良好的随机性,提升了初始密钥包含特殊值时密钥流序列的性能.     

基于单向混沌函数的图像加密算法分析

对一种基于单向混沌函数的图像加密算法进行了安全性分析.分析了此混沌函数的性质,指出其对控制参数不敏感,迭代产生的密钥流不是均匀分布,零值分布偏多.提出一种选择明文攻击方法,可以在一定精度范围内估计加密算法的密钥值.实验结果表明,该加密算法对于选择明文图像攻击是不安全的,对混沌轨道和密钥流序列进行有效隔离可增强其安全性.     

相关免疫函数的组合分析法

在密码设计过程中,安全性是设计者首先要考虑的问题之一。前馈网络是一种重要的密钥流生成器。相关免疫函数是Ｓｉｅｇｅｎｔｈａｌｅｒ提出的抗击对前馈网络流密码生成相关攻击的一类函数。本文利用布尔函数的小项和表示法,从组合的角度揭示相关免疫函数的特征。这种组合分析方法对构造相关免疫函数也是一种理想的方法。     

基于FPGA的高速加密芯片的设计与实现

以非线性组合函数和线性反馈移位寄存器(LFSR:Linear Feedback Shift Registers)为基础,利用可编程逻辑门阵列(FPGA:Field-Programmable Gate Array)设计了一个高速加密芯片.该芯片既能满足密码学领域对密钥序列的高质量要求,又能满足保密通信领域高速度要求.介绍了加密芯片的设计理论、设计过程、加密芯片安全性分析和硬件实现,最后对密钥流进行了随机性统计测试.     

一种实用的密钥流生成器方案

设计了一种密钥流生成器方案,方案参考“停走”（Ｓｔｏｐ－ａｎｄ－Ｇｏ）生成器的思想和“交替”的产生方式,利用４ 个线性反馈移位寄存器（ＬＦＳＲ）相互驱动的非线性逻辑组合生成伪随机序列,并证明了该伪随机序列在线性反馈移位寄存器的联结多项式的次数ｎ 比较大时,具有周期大、线性复杂度高和均匀分布的“０”、“１”个数等安全特性,该伪随机序列可以很好地作为密钥流生成器使用．还给出了一个简单实现例子．     

基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法

数字图像的安全性传输是研究热点问题．针对现有基于DNA序列的图像加密算法中密钥对明文敏感性不足的问题,提出了一种基于密钥流缓冲区和DNA动态编码的图像加密算法．首先,利用混沌系统产生伪随机序列对明文图像实现全局置乱;然后,通过PWLCM混沌系统初始化密钥流缓冲区,根据明文像素值选择密钥,对置乱图像进行DNA动态编码;最后,对编码后的密文序列再进行一轮扩散操作．仿真结果表明,该算法在置乱度、密钥空间、抵御差分攻击和统计攻击等方面均具有良好的效果．     

循环椭圆曲线耦合一致分布混沌映射的混合图像加密算法研究

由于当前的Logistic混沌映射无法满足一致分布,且在混沌区域存在空白窗口,使得混沌区域较小,在利用该映射加密图像时,导致了较小的密钥空间,降低了加密系统的安全性。因此,定义了一个循环椭圆曲线,设计了一致分布Logistic混沌映射和伪随机混合密钥流生成器,再根据混沌方程与循环椭圆曲线,构造一个加密函数,提出了循环椭圆曲线与一致分布Logistic混沌映射相融合的图像加密算法。首先,根据一致分布Logistic混沌映射和256位的外部密钥以反馈模式生成初始密钥流;然后利用循环椭圆曲线产生的伪随机位序列混合初始密钥流,得到伪随机混合加密数据流;最后根据加密函数对图像进行加密。借助MATLAB仿真平台,对算法及其他几种加密系统进行了对比仿真分析。结果表明:与当前的Logistic映射相比,设计的混沌映射具有更好的一致分布行为;与其他几种加密算法相比,具有更好的加密质量;且密钥空间巨大。     

基于双向扩散机制融合伪随机数同步生成器的快速图像加密算法研究

针对当前混沌加密系统普遍了采用单向扩散机制进行加密,导致了较低的计算效率和加解密速度,在面对高解析度、大容量图像时,无法满足安全、实时性等缺陷,设计了一种双向扩散机制和伪随机数同步生成器,提出了基于双向扩散机制与伪随机数同步生成器的图像加密算法;并与传统的加密机制进行了对比分析。通过伪随机数同步生成器将256 bit长的外部密钥同步生成加密算法的初始条件和控制参数,并进行迭代计算超混沌系统,得到一组超混沌序列;然后用位置集合置乱方法置乱该序列,得到一个位置集合,用该集合置乱图像;最后采用密钥流机制量化超混沌序列,通过双向扩散机制加密图像。借助MATLAB仿真实验来测试该算法,结果显示具有理想的加密质量,加密机制高度安全,密钥空间足够大;较传统的扩散机制而言具有很高的计算效率,加密速度快,可满足实时传输要求。     

主控生成器

构造了一种新型密钥流生成器——主控生成器,由一个GF(r)上的线性移位寄存器和一个GF(q)上的线性移位寄存器构成。讨论了GF(r)和GF(q)的特征值相同和不相同的情况下对应的主控序列的周期和线性复杂度。研究表明主控序列在周期和线性复杂度等密码学等指标上都要优于缩控序列和自缩控序列,因此是一种良好的密钥流序列,适合于流密码系统的应用。     

基于改进AES的一次一密加密算法的实现

AES(advanced encryption standard)加密算法在分组密码领域一直有着不俗的表现,但是传统AES算法具有S盒的迭代循环周期短、轮密钥和种子密钥之间的相关性较强的缺陷。为增强AES算法的安全性,通过采用一种新的仿射变换对产生新的S盒,再利用平方剩余算法产生随机密钥流序列的方法对AES算法进行了改进。结果表明:改进后的S盒的迭代循环周期在GF(2~8)域上为256;每一次加解密运算使用的密钥都是不一样的随机密钥流序列。可见,改进后的AES算法使得明文的每一个分组都使用不同的密钥进行加密,从而使得各分组密文之间不具相关性,达到了使用固定密钥实现一次一密加密的目的,从而提高了AES加密算法的安全性。     

一类“停走”生成器输出序列的若干概率性质

“停走”生成器是由两个线性反馈移位寄存器 (LFSR)组成的一个钟控序列生成器 ,对此概率模型 ,在LFSR输出序列较一般的假设条件下 ,讨论了“停走”生成器输出序列的若干概率性质 ,推广了已有文献中的结果     

细胞自动机在VLSI测试中的应用

研究细胞自动机(CA)在超大规模集成电路(VLSI)伪随机测试中作为测试激励的结构和实现方法.通过对线性反馈移位寄存器(LFSR)生成序列的采样,获得另一移位不等价序列,综合出其本原多项式,并根据CA与LFSR同态的理论综合出CA的结构,通过快速逻辑仿真确定CA初值.该法可以获得较短的CA结构,缩短测试时间,获得较高的故障覆盖率.     

基于两个离散混沌动力系统的序列密码算法

基于两个离散混沌动力系统提出了一种新的序列密码算法.该算法用分段非线性映射的上一次迭代的输出作为分段非线性映射的下一次迭代的输入,并将迭代序列通过离散化算子转化为0-1序列,由0-1序列来选择两个混沌动力系统中的分段非线性映射.对算法进行了仿真实验和安全性分析,并对该映射产生的序列的随机性、初始值敏感性及其他性质进行了研究.研究结果表明,算法呈现出密钥、明文与密文之间高度的敏感性,密文和明文之间的相关度极小等特点,从而起到有效防止密文对密钥和明文信息泄露的作用.     

Fault Attack on the Balanced Shrinking Generator

Fault analysis, belonging to indirect attack, is a cryptanalysis technique for the physical implementation of cryptosystem. In this paper, we propose a fault attack on the Balanced Shrinking Generator. The results show that the attacker can obtain the secret key by analyzing faulty output sequences which is produced by changing control clock of one of Linear Feedback Shift Registers （LFSR）. Therefore, the balanced shrinking generator has a trouble in hardware implementation.     

基于混沌系统的真随机数发生器芯片设计和实现

提出了一种真随机数发生器的硬件设计.结合时间离散混沌与振荡器采样,即由时间离散混沌系统作为高频振荡源,通过低速时钟采样产生随机数.理论研究和测试分析证明,该方案能生成分布均匀、彼此独立的随机信号.经制版流片后,芯片能在1 MHz时钟下输出满足随机性测试的串行随机数,且抗干扰性较好.     

一种混沌滚动密钥发生器的周期控制方法

利用一维分段线性映射所具有的性质，提出了以周期性的参数扰动来控制基于一维分段线性映射的混沌滚动密钥发生器（RKG）的周期下界的方法，理论分析和仿真检验均证实，该方法所产生的混沌序列为均匀分布序列，二值密钥流序列为独立同分布序列，与m序列扰动的方法相比，该方法有较高的时效性和灵活性。     

A vector inserting TPG for BIST design with low peak power consumption

A test pattem generator(TPG)which can highly reduce the peak power consumption during built-in self-test(BisT)application is proposed.The pmposed TPG,called Lppe-TPG,consists of a linear feedback shift register(LFSR)and some control circuits.A procedure is presented firstly to make compare vectors between pseudorandom test patterns by adding some circuits to the original LFSR and secondly to insert some vectors between two successive pseudorandom test patterns according to the ordinal selection of every two bits of the compare vector.Then the changes between any successive test patterns of the test set generated by the Lppe-TPG are not more than twice.This leads to a decrease of the weighted switching activity(WSA)of the circuit under test(CUT)and therefore a reduction of the power consumption.Experimental results based on some isCAS'85 benchmark circuits show that the peak power consumption has been reduced by 25.25% to 64.46%.Also.the effectiveness of our approach to reduce the total and average power consumption is kept,without losing stuck-at tault coverage.     

Evolutionary Random Sequence Generators Based on LFSR

0 Introduction With the development of cryptography, the need for random numbers of high quality is sharply growing. Pub- lic/private keypairs for asymmetric algorithms are gener- ated from random bit streams[1,2]; random numbers are also used for key gen…     

TDCS中随机相位的混沌产生方法

研究了传统的变换域通信系统(transform domain comunication system,TDCS)中基于线性反馈移位寄存器的抽头组合来构成相位映射的方法.根据TDCS对随机相位的要求,本文提出了一种新的随机相位产生方法,即利用混沌映射的方式产生随机相位矢量.具体的说是通过不同的初始值来控制混沌映射产生二值量化混沌序列,再通过相位映射器来产生随机相位,进而生成基函数.文中对混沌映射的实现方法以及基函数相关性能的仿真结果进行了详细讨论.通过与线性反馈移位寄存器产生基函数相关性能比较,混沌映射产生基函数具有更好的相关特性.混沌映射产生大量互相关系数很小的基函数,所以在多址应用中具有很大的优越性.     

基于FPGA的任意分布高速伪随机数发生器

在FPGA上通过并行线性反馈移位寄存器实现高速均匀分布伪随机数,并且采用适合FPGA处理的“接受拒绝”的方法使输出满足用户指定的任意分布．伪随机数发生器结构简单,无需FPGA内嵌DSP模块,适用于各种类型FPGA上实现．