基于细胞自动机的公钥密码体制研究

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1、基于元胞自动机的公钥密码体制研究摘要随eInternet的发展，信息安全问题越來越受到人们的重视。加密算法是信息安全领域的一项关键技术，因而许多专家、学者都在积极地研究更加安全、可靠的加密算法。本文在研究元胞H动机的理论和分析现有加密算法的基础上，提出了--种基于元胞自动机的公钥加密算法。该算法把四个一维可逆元胞口动机作为私钥，而把由这四个一维可逆元胞自动机通过运算构造出的一个Moore型二维元胞自动机作为公钥。本文通过理论分析，证实了该算法的正确性和可行性。算法的仿真实验表明，该算法能够较好地完成公钥加密体制屮的加密、解密

2、过程，是一个较有发展前途的公钥加密算法，具冇实用价值。在该算法的基础上，采用祸合元胞自动机的理论，木文又提出了一种基于祸合元胞口动机理论的公钥加密的算法，这种算法可以极大地增加密钥空间，有效地抵御蛮力攻击。最后，通过分析本文提出的基于元胞白动机的公钥加密算法的特点，本文指出了该算法应该通过硬件方式來实现，适合在网络环境中来使用。关键词:信息安全，密码学，元胞自动机，公钥加密AbstractWiththedevelopmentofInternet,informationsecurityhasbecamemoreandmorei

3、mportant.Encryptionalgorithmsareoneofthemostcriticaltechnologiesofinformationsecurity.Manyexpertsandscholarsaretryingtheirbesttostudysaferandmoreusefulencryptionalgorithms・Onthebaseofstudyingthetheoriesofcellularautomataandanalysingotherencryptionalgorithms,thispap

4、erputsforwardanewpublic-keyalgorithm,witchusethetheoriesofcellularautomata・Thisalgorithmusesfourone-dimensionreversiblecellularautomatastobuildaMooreneighborhoodtwo-dimensioncellularautomata・Thetwo-dimensioncellularautomataisapublic-keyandthefourone-dimensionrevers

5、iblecellularautomatasbecomeasecret-key・Thispaperprovesthatthisalgorithmiscorrectandfeasiblebythewayofanalysingthetheory.Thesimulationprogrammeofthealgorithmshowsthatthealgorithmcanfinishtheprocessofencryptionanddecryptioninthepublic-keyframework.Italsoshowsthatthis

6、algorithmisapromisingpublic-keyencryptionalgorithmandthealgorithmmaybeveryuseful.0nthebaseofthisalgorithm,thispaperputsforwardanotherpublic-keyalgorithmbasedoncouplingcellularautomata・Thisalgorithmcanincreasekey-spaceandgetbetterresult・Atlast,afteranalysingtheprope

7、rtiesofthealgorithm,thispaperpointsoutthatthealgorithmhastobeimplementedbyhardwareanditneedstobeusedintheInternetcircumstanee.Keywords：!nformationsecurity,cryptography,cellularautomata,public-keyencryption目录摘要Abstract目录图目录表目录1绪论1.1研究巧景及意义1.2国内外研究现状1.3本文所做的工作1.4本文结构

8、及内容2元胞自动机的基本理论2.1元胞自动机的定义2.1.1数学定义2.1.2元胞及状态2.1.3元胞邻居2.1.4边界条件2.1.5转换规则2.2元胞自动机的表示2.2.1Wolfram表示法2.2.2DeBruijn表示法2.3元胞自动机的分类2.3.1动力学分类2.3.2维数分类2.