基于混沌的加密算法研究及其应用

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1、分类号TN91学校代码10590UDC621.3密级公开深圳大学硕士学位论文基于混沌的加密算法研究及其应用赖政军学位类别工程硕士专业名称电子与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师钱恭斌副教授原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文基于混沌的加密算法研究及其应用是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日基于混沌的加密算法研究及其应用摘要随着移动互联网时代的到来，智能手

2、机作为用户数量最大的移动终端给人们的生活带来极大的便捷，但与此同时也产生了诸多的数据安全问题。在解决数据安全问题的众多方式中，对数据加密是最常见的方式。AES（AdvancedEncryptionStandard）作为新的数据加密标准，得到了社会各个领域的青睐，但AES算法由于密钥扩展算法存在的缺陷使其容易受到密码攻击的威胁，而混沌系统所具有的伪随机特性和高复杂性能够弥补AES算法在这方面的不足，因此本文将混沌理论和AES算法相结合，研究出一种基于变参混沌序列的AES改进算法，以及基于这种变参混沌序列的AES改进算法设计出一款Android加解密软件。主要工作如下：1）分析了AES

3、算法的密钥扩展算法的不足之处：AES算法的轮密钥之间具有很大的相关性，前后轮密钥可以相互推导。2）结合Chebyshev混沌映射、Logistic混沌映射和Cubic混沌映射设计出一种可变参数的低维多混沌系统，并从周期性、0-1平衡性和相关性这三个方面验证了其产生的序列比Logistic混沌映射更加优良。3）基于变参混沌序列的AES改进算法的设计与性能分析。首先对明文和可变参数的低维多混沌系统产生的序列进行异或处理；接着采用可变参数的低维多混沌系统生成的序列作为轮密钥的AES改进算法对数据进行加密，每轮密钥都是随机生成的，毫无关联；最后对密文进行元素位置置乱操作，进一步增强了算法的

4、安全性。通过MATLAB仿真对基于变参混沌序列的AES改进算法和标准AES算法从安全性、加密效率和实现成本这三个方面进行了对比分析，得出基于变参混沌序列的AES改进算法具有更高安全性，并且对加密效率和实现成本没有产生过大的影响。4）采用基于变参混沌序列的AES改进算法，在Android平台上开发一款能够加解密图像和音频的软件，并对app软件进行测试，达到了预期的加解密要求。关键词:变参；混沌；AES算法；AndroidITheResearchandApplicationofEncryptionAlgorithmBasedonChaosAbstractWiththeadventoft

5、hemobileInternetera,thesmartphone,amobileterminalwiththelargestnumberofsubscribers,bringspeoplealotofconvenience,however,atthesametimesomedatasecurityproblemshavearised,encryptingthedataisthemostcommonwayamongallsortsofsolutionsindatasecurity.Asanewdataencryptionstandard,AES（AdvancedEncryption

6、Standard）algorithmhasbeenfavoredinallareasofsociety.ButduetothedefectofthekeyexpansionalgorithminAESalgorithm,itiseasilythreatenedbypasswordattack.Thechaoticsystemwithpseudorandompropertyandhighcomplexitycanmakeupthatdeficiency.Therefore,inthisthesis,combiningwithchaostheoryandAESalgorithm,ani

7、mprovedAESalgorithmbasedonvariableparameterchaoticsequenceisproposed,andanencryptionordecryptionandroidsoftwarewiththeimprovedAESalgorithmbasedonvariableparameterchaoticsequenceisdesigned.Themaineffortsareasfollows:1)Thisthesisanalyzest