一种新型复合混沌保密系统的设计及应用

摘要

社会的信息化使信息成为社会活动的战略资源和重要财富。信息的安全问题不仅关系到个人利益，甚至还关系到社会的稳定、经济的发展乃至国家的安危，科技的进步使传统的保密系统无法应对现代的需求。由于混沌系统所特有的许多性质符合密码学的要求，因此被应用到密码学领域，并且基于混沌理论的保密系统也表现出很好的性能，但是在有限精度下，混沌可能出现退化问题，降低了保密方案的安全性。
　　本文围绕混沌技术在密码学中的应用这一课题，进行了比较深入地研究，巧妙地选取了四个混沌映射，设计了一个由这四个一维混沌映射构造的复合混沌系统，并利用一个序列发生器实现了四个混沌映射的动态选取，进行模拟实验发现理论与模拟数据出现了偏差，文中随后给出了一个解决方案，对退化现象进行补偿后得到了伪随机序列，并对伪随机序列进行了密码学检验。
　　利用这个新的复合混沌系统设计了一个新型的图像加密方案，对该方案进行了密钥空间分析、统计特性分析、信息熵分析、密钥敏感性分析，结果表明该方案不但符合密码学的要求，而且具有很高的安全性、加密速度快、实用价值高。

目录

一种新型复合混沌保密系统的设计及应用

A NEW TYPE OF ENCRYPTION SCHEMES BASED ON COMPOSITE CHAOTIC SYSTEM AND ITS APPLICATION

摘 要

Abstract

目 录

第 1 章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 混沌理论的产生与发展

1.3 混沌密码学的研究现状与分析

1.4 本文的主要工作内容

第 2 章 混沌理论和密码学分析

2.1 混沌学基础

2.1.1 混沌的定义

2.1.2 混沌的基本特性

2.1.3 混沌的识别方法

2.2 密码学基础研究

2.2.1 密码学的基本概念

2.2.2 现代密码体系

2.2.3 密码算法的安全性

2.3 混沌密码学介绍

2.3.1 混沌理论与密码学的关系

2.3.2 混沌序列的生成

2.3.3 存在的问题与解决方案

2.4 本章小结

第 3 章 复合混沌加密算法的设计

3.1 复合混沌系统的定义

3.2 系统混沌性的证明

3.3 复合序列的选取

3.4 伪随机数列的生成

3.5 序列模拟以及统计分析

3.6 随机性检验

3.7 本章小结

第 4 章 图像加密方案的设计与实验

4.1 引言

4.2 图像加密方案

4.2.1 加密过程

4.2.2 解密过程

4.3 模拟实验及保密性能分析

4.3.1 密钥空间分析

4.3.2 敏感性分析

4.3.3 熵分析

4.3.4 直方图分析

4.3.5 线性相关性分析

4.4 改进之处

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢