检索结果-南通市图书馆

作者：李超湖南大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的快速发展以及5G时代的来临,越来越多的人热衷于在社交媒体上晒出各种照片以此来记录生活和工作,因此人们能更容易地获取各种信息,其中多媒体数据(图像、音频、视频等)的安全性引发了人们的广泛关注,尤其是图像安全。图... 详细信息

随着互联网技术的快速发展以及5G时代的来临,越来越多的人热衷于在社交媒体上晒出各种照片以此来记录生活和工作,因此人们能更容易地获取各种信息,其中多媒体数据(图像、音频、视频等)的安全性引发了人们的广泛关注,尤其是图像安全。图像数据的海量性以及相邻像素间的强相关性等特征使得传统文本加密算法不能适应图像的安全需求。为了解决这一难题,自上个世纪80年代以来,大量基于数字混沌系统的图像隐私保护方案被提出。混沌系统和传统密码学存在天然的关系,混沌系统的相关动力学性质对应着密码系统的相关安全特性,数字混沌系统的动力学研究成为保密通信系统广泛应用的保障。在有限精度的数字设备下,混沌系统的相关动力学性质会发生不同程度的退化这一现象并没有受到大部分混沌密码设计者的重视,本文的目的之一就是要强调这个问题,并给出一些初步的分析结果。本文主要以混沌状态映射网络研究数字化混沌系统的动力学属性,对数字混沌系统的相关研究主要包括二维Baker映射、耦合混沌系统(具体涉及到Logistic映射、Sine映射和Tent映射)。同时对一个经典的基于混沌系统的图像隐私保护算法进行安全性分析与改进。主要内容如下:1.研究了Baker映射在数字计算机里实现时的相关动力学性质,并将一维混沌映射的状态映射网络(SMN的F与F)对应结点关系扩展到二维。同时分析了定点域上二维连续Baker映射对应的状态映射网络(SMN)的相关基本性质,以及Baker映射的高维扩展。同时发现二维离散Baker映射的状态映射网络为圈结构,分析并给出了原因。2.将分析对象扩展到耦合混沌系统,通过SMN与运算精度的关系分析了其在数字域上的退化过程,并详细研究了耦合logistic-sine系统(CLS)的倍周期分岔特性。进一步研究了耦合混沌系统的三个实例对应的状态映射网络在同一量化策略下随计算精度变化的性质,以及同一计算精度下不同量化策略的性质。3.分析并改进了一种基于耦合混沌系统和DNA编码的图像隐私保护算法(MPPS)。利用DNA编码的相关特性,对该算法进行选择明文攻击,设计了一个获得MPPS等价密钥的算法。同时,对该图像加密算法进行了优化改进,提升了该算法的实用性。

关键词：动力学分析状态映射网络混沌系统图像加密密码分析

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基于复杂网络的元胞自动机网络分析

基于复杂网络的元胞自动机网络分析

作者：彭星湘潭大学

学位级别：硕士

元胞自动机是一个在时间和空间上都离散的动力学系统,其演化规则简单且具有局部性,并在全局上的动态演化行为表现出复杂、混沌的特性。世间万物的生长、变化、发展都有其演化规律,这些规律如同元胞自动机的演化规律。研究元胞自动机的... 详细信息

元胞自动机是一个在时间和空间上都离散的动力学系统,其演化规则简单且具有局部性,并在全局上的动态演化行为表现出复杂、混沌的特性。世间万物的生长、变化、发展都有其演化规律,这些规律如同元胞自动机的演化规律。研究元胞自动机的规则空间以及演化轨迹,有助于将其更好地应用于生产实践当中,并促进对一些社会现象背后机理的理解。目前,从已知的角度能够有效地分析刻画元胞自动机的演化规律,但由于元胞自动机的种类繁多,很难系统地得到其演化规律的普遍性结论。因此,针对元胞自动机的动力学性质进行全面分析这一课题仍然具有挑战性。本文在Kayama等人的研究基础上,结合网络拓扑结构和参数分析进一步研究整个初等元胞自动机规则空间的动力学性质,可为元胞自动机的复杂度自动定量分类提供支撑。首先,利用复杂网络可视化软件分析初等元胞自动机在不同规则下的状态映射网络的基本特征,并且推导初等元胞自动机在整数域上不同元胞规模对应网络节点的强相关性;其次,准确推导了部分规则对应的度与度分布的相关性质。最后总结了能适用此类度分布计算方法的不同规则的共同特性。

关键词：元胞自动机复杂网络状态映射网络动力学性质度分布

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数字域上混沌映射的圈结构

数字域上混沌映射的圈结构

作者：谭凯湘潭大学

学位级别：硕士

在计算机中迭代混沌映射是生成伪随机序列的典型方法。以混沌状态为点、两点之间是否存在生成关系为有向边,建立混沌映射的状态映射网络（State-Mapping Network,SMN）。对于不同的混沌映射,其SMN有着不同的整体结构。有些混沌映射的SM... 详细信息

在计算机中迭代混沌映射是生成伪随机序列的典型方法。以混沌状态为点、两点之间是否存在生成关系为有向边,建立混沌映射的状态映射网络（State-Mapping Network,SMN）。对于不同的混沌映射,其SMN有着不同的整体结构。有些混沌映射的SMN只有“圆圈”,即任何状态迭代若干次后都会回到本身。迭代混沌映射实际上是在对应SMN上游走。通过研究SMN的结构与计算精度之间的变化关系可有效揭示迭代混沌映射所得序列的随机性能。本文主要研究SMN中只有圆圈的两类混沌映射的结构。通过分析它们在有限域中的状态映射网络中圈分布随着精度的变化来研究其内在关系。本文首先简单综述了使用复杂网络来研究数字混沌动力学性质的基本框架和方法。然后分析了Chebyshev多项式在有限素域中的SMN的性质,解析了SMN的圈结构随定点计算精度递增时的变化关系以及在浮点运算模式对SMN的结构的具体影响。通过对角化二维离散Cat映射的变换矩阵,本文给出了迭代该映射任意次时的显式表达式。基于此,分析了使用定点运算精度实现Cat映射所得SMN的精巧结构。严谨地证明了该SMN中圆圈的周期和数量随定点计算精度递增时的变化规律,完美地揭示了在计算机中迭代Cat映射过程中的局部结构。本文的研究成果生动地展示了迭代混沌映射生成伪随机序列的安全缺陷,所用方法也可用来研究其它数字混沌映射的结构和随机性水平检测。

关键词：混沌映射状态映射网络伪随机序列周期分布

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基于混沌的物联网加密算法的安全分析

基于混沌的物联网加密算法的安全分析

作者：周黎湘潭大学

学位级别：硕士

随着互联网技术的发展和智能设备的发明,数字图像的获取和传输越来越容易。网络社交平台的推广使得线上图像分享成为一种潮流,图像传输和存储的安全问题也成为了人们关注的重点。本文介绍了2017至2019年发表的一些典型的图像加解密类文... 详细信息

随着互联网技术的发展和智能设备的发明,数字图像的获取和传输越来越容易。网络社交平台的推广使得线上图像分享成为一种潮流,图像传输和存储的安全问题也成为了人们关注的重点。本文介绍了2017至2019年发表的一些典型的图像加解密类文章,分析了不同种类加密算法的特点及存在的安全问题,为图像加密设计和密码分析提供了一些建议。然后对一种基于概率加密的物联网监控算法(SFPIE)进行了安全分析,提出了一种选择明文攻击方法,实验证明了该方法有效,并指出了SFPIE在其它安全性能上的不足。由于混沌映射在有限精度的数字域上会发生动力学退化,本文针对SFPIE中使用的2D-LASM(2-D logisticadjusted-sine map)映射的部分动力学性质进行分析。在定点运算域和浮点运算域上,研究运算精度、控制参数和量化方法对2D-LASM映射结果及状态映射网络(state-mapping network)的影响。实验结果表明,改变量化方法不影响2D-LASM状态映射网络的整体结构,但改变运算精度和控制参数对2D-LASM的状态映射网络的影响较大,且状态映射网络的结构随着运算精度的增大而变得越来越复杂。对2D-LASM的状态映射网络的研究,有助于对基于2D-LASM映射生成的序列的随机性进行评估和改进,提高基于2D-LASM映射的加密算法的安全性能。

关键词：密码分析图像加密选择明文攻击混沌映射状态映射网络

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数字域上混沌系统动力学的网络分析

数字域上混沌系统动力学的网络分析

作者：冯兵兵湘潭大学

学位级别：硕士

混沌系统被广泛用于设计真随机数发生器、伪随机数发生器和安全保密通信算法。然而,在任何数字世界的应用中,各混沌系统的动力学性质因为有限精度效应必然在不同程度上退化。数字混沌动力学性质退化的“可知性”和“可控性”是攸关相关... 详细信息

混沌系统被广泛用于设计真随机数发生器、伪随机数发生器和安全保密通信算法。然而,在任何数字世界的应用中,各混沌系统的动力学性质因为有限精度效应必然在不同程度上退化。数字混沌动力学性质退化的“可知性”和“可控性”是攸关相关应用的基石。本文着重研究低维混沌映射在计算机数字域中实现时的动力学性质。以计算机中可表示的混沌状态值为点、以两点之间的映射关系（若存在）为边,建立混沌映射对应的状态映射网络（state-mapping network,SMN）。主要通过状态映射网络与实现精度之间的变化关系来研究对应混沌映射的退化过程。本文关于数字混沌系统动力学的研究涉及一维Logistic映射、Tent映射和二维Cat映射,研究内容和主要成果包括如下几个方面:1.对已有相关研究进行综述发现迭代混沌映射的SMN与实现精度之间的一般性质。严格证明了定点运算模式下Logistic映射的SMN的无标度属性,并分析了浮点运算模式对Logistic映射的具体影响,进而给出了这两种运算模式下Logistic映射状态映射网络之间的强相关关系。2.将分析对象扩展到Tent映射,通过与Logistic映射状态映射网络进行对比,阐明了映射本身性质对状态映射网络结构的影响。3.进一步研究二维Cat映射的状态映射网络随实现精度增大时的变化性质,厘清了二维Cat映射的周期分布与其状态映射网络结构之间的具体关系。本文的研究成果有助于了解有限精度数字域中数字混沌系统的真实结构,从而促进数字混沌动力学退化的有效抵抗和准确评估。

关键词：混沌映射状态映射网络动力学退化伪随机数发生器周期分布