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时间:2018-07-15
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1、第12期杨吉云等:对一种基于logistic映射的分组加密机制的分析和改进·91·对一种基于logistic映射的分组加密机制的分析和改进杨吉云,廖晓峰,肖迪,邓绍江(重庆大学计算机学院,重庆400044)摘要:对一种改进的混沌分组密码机制分析后发现其本质上是流密码系统,并且密钥流与明文无关。通过选择明文攻击,在很小的计算代价下获得了密钥流。给出了选择明文攻击的算法,并通过实验进行了验证。为克服原加密算法的缺陷,采用密文反馈的形式使密钥流与明文相关。关键词:logistic映射;混沌;加密机制;选
2、择明文攻击中图分类号:TP309.7文献标识码:B文章编号:1000-436X(2008)12-0086-05CryptanalysisandimprovementofablockcryptographicschemebasedonlogisticmapYANGJi-yun,LIAOXiao-feng,XIAODi,DENGShao-jiang(DepartmentofComputerScience,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China)Abstrac
3、t:Throughanalyzedofanimprovedchaoticblockcryptographicscheme,itwasfoundthatthisschemebehavesasastreamcipherindeedandgeneratedkeystreamisindependentwithplaintext.Bymeansofchosenplaintextattack,thekeystreamusedcaneasilyberecoveredwithlittlecomputing.The
4、algorithmachosenplaintextattackwasproposedandvalidatedbyexperiment.Inordertoavoidtheflaw,aremedywhichmakeskeystreamdependentwithplaintextthoughciphertextfeedbackwassuggestedwhilekeepingallthemeritsoftheoriginalcryptosystem.Keywords:logisticmap;chaos;c
5、ryptographicscheme;chosenplaintextattack第12期杨吉云等:对一种基于logistic映射的分组加密机制的分析和改进·91·1引言混沌现象是非线性确定系统中的一种类似随机的过程,这种过程具有对初值敏感、遍历等特性,这些固有的特性是一个好的密码系统所期盼的,因此将混沌系统应用到密码系统中的研究引起了广泛的关注,并先后提出了一些基于混沌系统的加密系统,如文献[1~3]。收稿日期:2007-05-02;修回日期:2008-11-11基金项目:重庆市自然科学基金资助项
6、目(2007BB6168);国家自然科学基金资助项目(60703035)FoundationItems:TheNaturalScienceFoundationofChongqing(2007BB6168);TheNationalNaturalScienceFoundationofChina(60703035)最近向涛等人提出了一种基于logistic映射的分组加密系统[4](为描述方便,以下简称该加密系统为XBC),该密码系统针对一类Baptista密码系统[5~7]存在的些问题进行了改进。该密码
7、系统首先通过logistic映射产生随机二进制序列,然后将所产生序列的一部分对明文进行置乱,最后将序列中剩余的部分与分组明文进行异或运算产生密文。该密码系统加快了加密的速度,同时使密文和明文的长度相等。XBC是一类混沌加密算法[8~10]的典型代表,它们的思路都是取混沌轨迹上的点进行变换后,直接参与明文的加密。在加密过程中,密钥流序列都与明文无关,类似于同步流加密机制。因此,本文对XBC的分析方法完全可以推广应用到其他相似的加密算法上。第12期杨吉云等:对一种基于logistic映射的分组加密机制
8、的分析和改进·91·目前,混沌密码学的整体研究水平还不成熟,虽有大量具有良好性能的混沌加密算法的被提出,如XBC,但还未能在实际中广泛应用。然而,相信随着这些混沌加密算法的不断提出与改进,必将会极大地促进了混沌密码学的发展,为保障信息安全提供更多新颖的手段。虽然混沌密码系统相对于传统密码系统有一定的优势和不同,但如果在设计时违背了密码学的一些基本准则,其安全性将难以保证。通过对XBC的仔细分析后发现本质上是一个流密码系统[11],而且只要密钥不变,每次新的加密过程都会有相同的密钥流
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