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数字混沌加密技术研究

数字混沌加密技术研究

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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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