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.     

CNN超混沌系统伪随机序列发生器设计

基于CNN超混沌系统,设计了一种混沌伪随机序列发生器。通过对细胞神经网络系统的理论分析及仿真实验可知,该系统具有复杂的动力学特性,具有初值敏感性、密钥空间大等特点,非常适合作为伪随机序列发生器。基于该系统的发生器能够产生两种不同的序列,一种为二进制序列,另一种为十进制序列,并且通过该发生器产生的伪随机序列具有良好的性能,如序列值的均匀分布性、尖锐的自相关特性和良好的互相关特性。除此之外,利用NIST标准对序列发生器进行性能检验,检验结果表明该序列满足伪随机序列的要求,具有较高的安全性和保密性,具有较好的应用前景。     

基于Lyapunov指数改善数字化混沌系统的有限精度效应

首先讨论了有限精度效应对数字化Logistic强混沌映射拟混沌轨道周期的影响.然后,在此基础上提出了一种基于Lyapunov指数的动态扰动方法,其扰动间隔动态变化、扰动量与被扰系统的Lyapunov指数和当前的扰动间隔有关.对Logistic强混沌映射的数值仿真证明了该扰动方法的有效性.最后,介绍了利用该方法构成的伪随机流发生器mLC-PRNG,对其生成序列进行了NIST统计测试,测试结果表明序列随机性符合测试要求.     

DSP混沌随机信号发生器构造算法研究

提出了用于产生混沌随机序列的ＤＳＰ（数字信号处理）混沌随机信号发生器构造算法。在吸引子转换技术的支持下，由该算法实现的混沌随机信号发生器之运转可避免伪周期及输出失谐的影响，因而其输出的混沌随机序列可用于计算机网络保密通信。     

S盒变换规则融合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法研究

由于当前的基于混沌映射的图像加密算法存在瞬态效应,且在像素扩散阶段都没有使用完整的随机密码序列,从而降低了加密系统的安全性,无法抵御各类明文与密文攻击。对此,设计了一个完整的随机密码序列和新的雅克比椭圆映射,并定义了一个S盒变换规则;构造了预混淆-混淆-扩散结构,提出了S盒变换规则耦合雅克比椭圆混沌映射的图像加密算法。首先利用S盒变换规则对初始图像进行预混淆;再根据Logistic混沌映射与代数变换模型所生成的外部密钥迭代雅克比椭圆混沌映射,以消除瞬态效应;改变初始外部密钥,再次迭代雅克比椭圆混沌映射,用序列修正函数对迭代得到的伪随机序列进行修正,产生的新序列在混淆机制下改变预混淆图像像素值;根据密钥流机制和新序列来设计一个完整的随机密码序列,对混淆像素进行扩散。在MATLAB仿真平台上测试结果表明:该算法高度安全,拥有很强的密钥敏感性,密钥空间巨大。     

基于FPGA的全状态伪随机序列发生器的实现

针对伪随机序列信号产生的疑难问题,提出了通过设计非线性移位计数器的反馈网络函数,并根据伪随机序列三个性质,即平衡特性、游程特性、相关特性,遴选出能够实现性能优良的多位全状态伪随机序列发生器的非线性网络.给出了应用VHDL语言实现8位全状态伪随机序列的程序及应用MAXPLUSⅡ软件对该序列进行仿真的结果,并通过现场可编程阵列FPGA实现全状态伪随机序列发生器.     

基于过拟合神经网络的混沌伪随机序列(英文)

结合神经网络和混沌映射的特点,提出了一种基于过拟合BP神经网络的混沌伪随机序列产生方法.以logistic映射和Henon映射为例,测试结果表明,该方法能克服有限精度效应对混沌系统的影响,改善混沌伪随机序列的性能,为获得高性能的伪随机序列提供了一种新的思路.     

一种混沌伪随机序列复杂度分析方法

为衡量混沌伪随机序列的随机本质,文中提出用增强统计复杂度方法分析混沌伪随机序列的复杂度.以Logistic映射和耦合映像格子映射产生的混沌序列和多进制混沌伪随机序列为例,说明了该方法的应用;通过改进排列模式,使之对二进制混沌伪随机序列同样适用.实验结果表明该方法能呈现序列的相关结构,反映序列的随机本质,可用于准确度量混沌系统产生的伪随机序列的复杂度,且计算简单.     

平面帐篷映射二进制混沌序列分析

研究了一种基于平面上方体的帐篷映射。构造了一个平面帐逢映射的二进制混沌序列 ,对此序列做了分析 ,验证了此序列具有很好的伪随机性质     

混沌伪随机序列发生器的实现

针对广泛应用于密码学、扩频通信、数字系统测试等领域的伪随机序列信号实现的疑难问题,应用DSPBuilder模块将Matlab中S函数产生的Kent混沌二进制序列算法转换成VHDL语言,在现场可编程阵列FPGA上实现混沌伪随机序列.通过分析可以看出Kent混沌二进制序列具有优良的伪随机性能.     

基于分数阶混沌系统和RNA编码的立体图像加密算法

针对使用日益广泛的立体图像,提出了一种基于分数阶超混沌系统和动态核糖核酸(RNA)编码的立体图像加密算法。在混沌序列生成阶段,使用SHA-256散列函数构造初始密钥,将密钥输入分数阶超混沌系统产生混沌序列。在图像加密阶段,首先使用混沌序列构造动态S盒,之后分别对明文图像进行行列循环移位置乱,对置乱后的图像进行动态RNA编码,生成密码子序列,然后使用构造的S盒对RNA序列进行翻译,最后使用混沌序列对翻译后的图像进行行列异或扩散操作,最终得到加密图像。在实验仿真部分分别对密文图像进行了直方图分析,相邻像素相关性分析,信息熵分析,密钥敏感性分析和明文敏感性分析,分析结果表明该算法具有很好的安全性,同时SHA-256散列函数的使用保证了"一次一密"的加密效果,可以有效保护图像信息的安全。     

一种基于超混沌序列的图像加密

基于n次有理Bézier曲线给出构造超混沌序列的方法,生成的混沌序列具有很好的伪随机性.通过对混沌序列的非线性离散化处理,可以生成相应的整数型伪随机序列,利用该整数型混沌序列对数字图像进行加密.数字实验表明,该算法生成混沌序列对数字图像加密效果良好,且该加密算法简单易行,具有较好的安全性.     

混沌伪随机序列复杂度分析方法探讨

为衡量混沌伪随机序列的随机本质,文中提出了用强度统计复杂度方法分析混沌伪随机序列的复杂度大小。以Logistic映射和耦合映像格子系统产生的混沌序列和多进制混沌伪随机序列为例,说明了该方法的应用;通过改进排列模式,使之对二进制混沌伪随机序列同样适用。实验结果表明该方法不但能准确反映混沌系统产生的伪随机序列的复杂度,而且比测度熵方法更优越。     

一种基于广义混沌序列的图像加密技术

给出一种构造广义混沌序列的方法,并把该混沌序列应用于数字图像加密.基于n次Bez'ier曲线和n次有理Be z'ier曲线给出两种构造广义混沌序列的方法,生成的混沌序列具有很好的伪随机性,通过对混沌序列的非线性离散化处理,可以生成相应的整数型伪随机序列,利用该整数型混沌序列对数字图像进行加密.数字实验表明,该算法生成的混沌序列对数字图像加密效果良好,且该加密算法简单易行,具有较好的安全性.     

流密码中伪随机序列发生器的构造与应用

伪随机序列的性质和构造是流密码中的研究重点。针对m-序列的线性复杂度较低而存在被破译的可能性,提出了一种改进的非线性伪随机发生器。经统计实验分析,该伪随机序列生成的密钥流具有较高的线性复杂度和良好的密码学特性。     

基于欧拉商的二元序列的迹表示

基于费马商和欧拉商构造的伪随机序列均具有良好的密码学性质.本文基于有限域理论及定义对思想,确定了基于欧拉商的二元序列的定义对,并由此出发得到该序列的迹函数表示,从而确定了序列的线性复杂度.所给序列的迹函数表示为分析序列的伪随机性质提供了新的工具.     

基于双延迟变形系统的图像加密方法

针对典型的超混沌序列伪随机性较差的问题, 提出了一种基于掺铒光纤激光器双延迟变形系统超混沌序列的图像加密方法。该方法使用改进的双延迟变形系统产生超混沌伪随机序列, 该序列有更大的李雅普诺夫指数, 更强的伪随机特性。该方法应用在图像加密上, 只需一轮置乱和扩散, 并且不用同其他的伪随机序列联合使用。实验证明, 该方法有可靠的安全性, 足够的密钥空间和可接受的加密速度。     

基于FPGA的高速多模式PN码并行产生算法研究

介绍了一种高速并行多模式伪随机码(Pseudo-random Number,PN)的实现方法,可以有效提高伪随机序列运算速率。与传统的串行伪随机序列发生器结构比,并行伪随机序列运算速度可以提高L倍,其中L为并行路数。首先从理论上分析了基于伪随机序列的并行多模式实现原理。然后以四路并行为例,对伪随机序列运算做了仿真验证。最后在X ilinx的V ir-tex4系列芯片上实现了并行多模式伪随机序列。现场编程门阵列(F ield Programm ab le Gate Array,FPGA)编译以及测试结果表明,该序列发生器仅占用少量的资源。设计方案已经在卫星通信系统中得到应用。     

基于时空二维混沌序列的变参数混沌加密算法

提出一种基于时空二维混沌序列的可变参数混沌加密体制. 首先采用单向耦合映象格子模型产生时空混沌二值序列, 并对序列进行各项性能分析, 证明混沌序列具有良好的伪随机性. 其次, 采用一种新的变参数混沌加密算法, 将生成的时空混沌二值序列作为原始密钥, 并通过随机改变混沌加密系统的初始参数、 迭代次数及系统参数, 实现了变参数的加密过程. 实验结果表明, 该混沌加密系统中参数的随机变化, 增 加了混沌序列的复杂度和长周期性, 具有加密速度快、 安全性高的优点.     

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.