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一种新的数字化混沌扰动方案

武警工程大学学报 2017年第2期33卷 47-50页

作者：朱冬武警总部通信总站北京100089

为改善数字化混沌序列的有限精度效应问题，采用了不同初值下的混沌序列扰动与输出序列和m序列异或相结合的方法。对扰动后的序列进行了平衡性、自相关性和互相关性理论分析，结果表明扰动后的序列具有良好的密码特性。用美国国家标准... 详细信息

为改善数字化混沌序列的有限精度效应问题，采用了不同初值下的混沌序列扰动与输出序列和m序列异或相结合的方法。对扰动后的序列进行了平衡性、自相关性和互相关性理论分析，结果表明扰动后的序列具有良好的密码特性。用美国国家标准技术研究院提出的FIPS-140—2标准对该序列的随机性进行了检测，该密钥流的通过率为100％，检测结果的置信区间表明扰动后的序列具有良好的随机性，从而验证了该方案的可行性。

关键词：扰动变量 m序列有限精度数字化混沌

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混沌与信息隐藏相关技术研究

混沌与信息隐藏相关技术研究

作者：刘镔中国人民解放军信息工程大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的快速发展和广泛应用,特别是Internet的迅猛发展,网络信息的安全与保护问题日益成为亟待解决的关键问题。密码技术和信息隐藏技术是目前信息安全领域中的两个重要研究内容。将混沌理论应用于保密... 详细信息

随着计算机技术、网络技术和多媒体技术的快速发展和广泛应用,特别是Internet的迅猛发展,网络信息的安全与保护问题日益成为亟待解决的关键问题。密码技术和信息隐藏技术是目前信息安全领域中的两个重要研究内容。将混沌理论应用于保密通信和信息加密已成为国际非线性科学和信息科学两个领域交叉融合的前沿课题。同样,作为现代信息隐藏技术的重要内容,隐写分析技术也是目前国内外信息隐藏技术研究的主要方向之一。本文在数字混沌密码技术和隐写分析技术这两个方向进行了一些研究工作。内容涉及数字混沌系统动力学特性的补偿算法、混沌序列在信息安全中的应用方案以及基于图像正则组统计量的高精度隐写分析方法。本文的主要工作和创新点包括以下四个方面: 1.通过对有限精度下的数字化混沌系统动力学特性退化问题的研究,提出了一种选择性扰动系统变量的补偿方案,通过对比分析实验,采用自相关函数和线性复杂度等多项指标验证了扰动算法的有效性。 2.结合数字混沌理论和传统流密码技术,应用加扰分段线性混沌映射(PB-PLCM)系统设计了一种基于数字混沌动力学系统的序列密码。PB-PLCM能够产生统计特性良好的伪随机序列,从而使得加密算法容易获得较高的安全性。 3.设计了应用PB-PLCM序列的数字图像置乱方案,并进行了仿真实验和数据分析,结果表明该方案有较好的置乱效果。 4.在对目前已公开的多种隐写分析方法进行了分析的基础上,提出了一类基于数字图像正则组统计量的隐写分析方法。该方法采用动态伪装的策略,以寻求最大可能地降低图像初始偏差对于信息隐藏比率估计的影响,从而提高算法的检测精度。测试数据表明该隐写分析方法具有较低的虚警率、漏报率和较小的均方误差。

关键词：数字化混沌伪随机序列分段线性混沌映射信息隐藏隐写分析 LSB嵌入

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数字混沌研究及其在信息安全领域中的应用

数字混沌研究及其在信息安全领域中的应用

作者：张士杰解放军信息工程大学

学位级别：硕士

一些研究者已指出混沌理论和密码学之间存在着紧密联系：混沌系统的许多基本特性，如遍历性、混合性、确定性和对初始条件的敏感性，都可以和密码学中的混乱和扩散概念联系起来。因此使用混沌系统去设计新的密码方案不失为一个好的思路... 详细信息

一些研究者已指出混沌理论和密码学之间存在着紧密联系：混沌系统的许多基本特性，如遍历性、混合性、确定性和对初始条件的敏感性，都可以和密码学中的混乱和扩散概念联系起来。因此使用混沌系统去设计新的密码方案不失为一个好的思路。但在计算机或其他数字设备上实现混沌系统时，由于运算精度总是有限的，数字混沌系统的动力学特性将出现显著的退化，如拟混沌轨道中大量短周期的存在以及遍历性的丧失，而它的Lyapunov指数也将退化为0;当在密码算法中应用数字混沌系统的时候，动力学特性退化也将对密码系统的安全性带来严重的影响。本文在数字混沌动力学特性退化和混沌密码技术两个方向进行了一些有益的探索，取得了一些成果。本文的主要工作和创新点包括以下三个方面： 1．通过对数字化混沌系统动力学特性退化的研究，本文提出了数字化三维Baker映射的一种退化补偿方案。其基本思想是：分别对变量x，y做选择性扩散，从而达到对整个系统的扰动之目的。理论分析表明这种加入扰动后的动力学系统仍是混沌系统(作为混沌系统的一个重要特征，系统仍有两个正的Lyapunov指数)，而实验的结果也表明该扰动方案有效地补偿了数字化三维Baker映射的动力学特性退化。 2．本文首先提出了基于一维分段线性混沌映射MPEG-2视频加密算法，通过选择性地加密所有Slice层的数据以达到加密整个视频流的目的。为了支持加密视频的随机恢复，又使用了数字化三维Baker映射产生每个图像组的扩展密钥。山于这种加密算法所处理的对象是压缩后的MPEG-2视频，因此加密过程中不会涉及到视频流的编码和压缩操作，这样也减少了加密、解密的运算量，同时这一加密算法也不会改变视频文件的大小，不会降低视频数据的压缩率，而加密后的视频仍可以被解码器识别为合法MPEG-2视频。 3．目前为止Baptista密码方案及其改进版本仍没有很好地综合解决密文长度较长、加密速度较慢、密文分布不均匀和安全性不高等问题。本文提出了一种基于载体的混沌加密方案，它借助信息隐藏思想，使用载体代替查找表;和后者相比，载体的选择更加灵活，可以是公开的数字化资源如图像，也可以是传输双方商定的私有资源等。混沌映射被用于产生“嵌入”位置，加密过程中把明文视为比特流，每次加密一个比特，每个明文的加密方式由控制函数确定。控制函数的引入使得该加密方案与其它基于搜索机制的加密方案相比，系统的安全性得到了提高，密文长度有所缩短，加密速度得到了提升。在本文最后对研究内容作了总结，并对下一步的研究工作作了展望。

关键词：数字化混沌混沌密码动力学特性退化视频加密 Baptista

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数字混沌加密技术研究

数字混沌加密技术研究

作者：葛辛解放军信息工程大学

学位级别：硕士

本文首先简要介绍了混沌加密技术的发展现状。在此基础上,对一类混沌加密算法——Baptista型混沌加密算法进行了深入的分析,并针对此类算法存在的问题进行了探讨,并提出了有效可行的改进措施及新的加密算法。具体内容包括以下几个方面:... 详细信息

本文首先简要介绍了混沌加密技术的发展现状。在此基础上,对一类混沌加密算法——Baptista型混沌加密算法进行了深入的分析,并针对此类算法存在的问题进行了探讨,并提出了有效可行的改进措施及新的加密算法。具体内容包括以下几个方面: 首先,本文针对Baptista型算法存在的——密文长度过长及密文中0,1比例不均匀等问题,以信息论和编码理论为基础,通过计算信息熵,给出了不同明文分组时密文明文长度之比的期望的下界;进而讨论了明文分组对密文明文比例及加密时间的影响;进一步提出了新的编码方式——截断Huffman编码(Truncated Huffman Coding简记为THC),以尝试提高算法的效率。给出了该编码方式下密文明文比例及0,1比例与截断位置的关系,并通过调整截断位置以期接近或达到密文明文比例期望的下界,算例分析表明采用THC可有效缩短密文长度,提高0,1比例的均匀度。其次,进一步提出了基于双查找表的搜索机制混沌加密算法;该算法首先利用Baptista型查找表(Baptista-type Look-up Table简记为BLUT)对待加密的明文进行预处理,然后通过引入新型查找表(New-type Lookup Table简记为NLUT)对处理后的明文进行加密,以提高算法的安全性;通过调整NLUT的长度对算法进行了优化,有效地缩短了明文长度。分析表明新的算法在有效提高算法安全性的同时缩短了密文长度,提高了算法的效率。最后,针对数字混沌系统的动力学特性退化的问题,提出了基于控制符的混沌加密算法,通过控制符来确定对明文的预处理方式,并将查找表中与“预处理后的明文”对应的索引值作为密文。同时利用控制符不断改变混沌轨道,从某种程度上克服了数字混沌动力学特性的退化,对Baptista型加密算法可能出现的安全性问题进行了进一步的强化。算例分析表明基于控制符的加密算法是有效的。

关键词：数字化混沌混沌密码 Baptista 双查找表控制符动力学特性退化

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有限精度混沌系统的混沌序列扰动实现

信息化研究 2009年第11期35卷 16-19,33页

作者：程艳云周颖南京邮电大学自动化学院江苏省南京市210003

在混沌系统中施加主动扰动是混沌从理论研究向实际应用转化的有效手段。本文利用混沌映射作为扰动信号实现有限精度的混沌序列。扰动后的系统服从均匀分布,具有更为理想的扩散特性和置乱特性。仿真结果表明了该方案的可行性。

关键词：扰动分段线性混沌有限精度效应数字化混沌

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一种改进的混沌图像加密算法

现代电子技术 2009年第24期32卷 127-130页

作者：程艳云周颖南京邮电大学自动化学院江苏南京210003

为了减轻有限精度效应对混沌特性的影响,在此提出了一种基于混沌扰动的改进算法。首先讨论量化误差对Logistic混沌特性的影响,提出基于混沌扰动的Logistic映射实现,通过混沌序列随机改变混沌映射的输出。对改进算法的分析表明,混沌序列... 详细信息

为了减轻有限精度效应对混沌特性的影响,在此提出了一种基于混沌扰动的改进算法。首先讨论量化误差对Logistic混沌特性的影响,提出基于混沌扰动的Logistic映射实现,通过混沌序列随机改变混沌映射的输出。对改进算法的分析表明,混沌序列的随机性和周期性方面比改进前有了明显的改善。最后提出基于混沌扰动的图像加密算法,仿真表明,图像的保密性能大大增强。

关键词：混沌扰动 Logistic映射有限精度效应数字化混沌图像加密

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一种新的数字化三维Baker映射扰动方案

计算机应用研究 2006年第2期23卷 50-52页

作者：张士杰刘镔张杰刘粉林解放军信息工程大学信息工程学院河南郑州450002

提出了一种对数字化三维Baker混沌系统进行扰动的可行方案,该方案选择性扩散数字化混沌系统中的部分变量,以达到对整个系统的扰动。实验的数据表明,该扰动方案有效地补偿了多维数字化混沌系统的动力学特性退化。

关键词：三维Baker映射数字化混沌退化补偿