【硕士论文】基于混沌的密码算法及关键技术研究.pdf

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1、浙江大学博士学位论文基于混沌的密码算法及关键技术研究姓名：王云峰申请学位级别：博士专业：电路与系统指导教师：严晓浪20060501摘要浙江大学博士学位论文摘要混沌系统具有很多与密码学密切相关的特性，为密码系统设计注入了新的思路；混沌密码成为了现代密码学的重要研究前沿。但混沌密码学作为新兴的交叉学科，它尚处于初期发展阶段。尽管已经有许多混沌加密方案提出，但混沌密码学的方法还未完全成熟。本文的研究就是在这样的背景下进行的，对可应用于混沌密码系统中的混沌映射、混沌流密码体制、混沌分组密码体制、用于生成密钥的混沌随机数发

2、生器等关键技术进行了研究。首先提出了一类区间数目参数化的分段线性混沌映射。通过对实现精度、区间数目参数、迭代次数的分析，得到了三者关系的函数表达式。应用此类映射的数字密码系统随着区间数目参数变大，降低了所需迭代次数的最小值，提高了加密速度。引入面积一时间权衡参数，可以选择最佳的区间数目参数，达到加密速度与硬件实现电路面积兼顾的目的，从而实现系统的最优化。为了抵抗利用混沌理论攻击的分析，设计了一种输出．密文混和反馈模式的混沌流密码。混沌信号的奇数位用来生成密钥流，偶数位和密文合并后，作为后续状态反馈给密钥流发生器。

3、同时在有限精度实现时，通过引入m序列扰动，克服混沌系统的有限精度效应对密钥流的影响。理论分析和实验结果表明，该密码系统是安全的，便于软硬件实现；并且可以在算法级调节加密速度，满足不同应用的速度要求。论文提出了一类基于状态空间搜索的混沌分组密码算法。此类算法完全不同于传统的分组密码算法，分组长度随着搜索过程变化，密文同明文不存在直接的数学关系。参数变化单元的引入，使得混沌系统等价于多个混沌系统的级联，增加了破译的复杂度。本文设计了可与数字电路集成的混沌随机数发生器，不需要额外的工艺工序，就可以在数字cMOS工艺上进

4、行流片生产。电路中的电容全部由MOS电容实现，并利用串联补偿技术增加电容的线性。理论分析和实验结果表明，产生的随机数符合设计的期望。可以广泛的应用在各种领域。垫曼塑望查堂苎主兰垡堡苎Abstr乏峙tch∞付csystemsh8vem蛆yprope出eswIIichcnbec0衄ectwi血cryptogr印hy锄dcllaosisanewrichsourceofcrW)togmphy-N洲yadays，mO坤蚰dmore托se盯che搭deVotcme．rc锄们bunonstocha0S_b孵odcryptDgr

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