基于无损压缩和混沌理论的非对称文本加密算法研究

摘要

随着信息时代的发展，大量的用户隐私数据在网络上传播，一些不法分子利用非法技术手段进行攻击进而窃取这些私人信息以谋私利，给大量的用户造成不同程度的精神以及财物损失。为了能让用户私人信息在网络上安全地传播，信息加密处理是最好的方法。
　　文献中作者在充分了解传统加密机制的基础上，发现传统加密机制或多或少都存在着一定的不足。在现有的加密算法中，RSA加密算法具有安全性好，不易破解的优点，而混沌理论与密码学又有很深的渊源，很适合应用在信息安全领域。于是，为了确保加密算法不仅具有一定的安全性，而且加密效率高，文章作者提出一种基于无损压缩和混沌理论的非对称文本加密算法。
　　算法先采用一维logistic映射作为混沌系统，产生混沌序列。为了进一步提高混沌序列的随机性，通过约瑟夫环数学问题将混沌序列进行置乱，然后将置乱后的混沌序列与明文结合在一起进行运算操作，达到扰乱明文的作用。在此基础上，将RSA算法与已经生成的密文进一步结合，生成最终密文。为了提高文章中加密算法的效率，提出一种IRLE无损压缩算法，IRLE无损压缩算法本质是RLE算法的一种改进算法，提高文本存在大量不重复字符情况下的压缩率。IRLE压缩算法先用RLE算法压缩文本，取其压缩后字符的ASCII码值进行迭代计算，最后生成一个IRLE数，希望节省存储空间，提高压缩率。最后再将IRLE无损压缩算法应用到文章中此前提出的加密算法中。
　　通过反复测试，文章中提出的IRLE无损压缩算法能够正确压缩解压缩，与RLE算法进行对比后提高了压缩率，并且时间复杂度趋近于O（n)。将IRLE无损压缩算法应用到文章中提出的基于混沌理论的非对称文本加密算法中，然后从功能、性能和安全性三个方面对加密算法进行测试。功能分析与性能分析的实验结果表明，加密算法能够正确地实现文件的加解密功能，而且时间复杂度趋近于O（n)。安全性分析的实验数据表明文章中加密算法加密过程中的混沌序列具有随机性，选择明文攻击具有很大难度，而暴力破解获得正确密码的概率很小，从而共同保证了加密算法的安全性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 文章研究内容

1．4 文章结构

第二章 相关技术研究

2．1 RSA加密算法

2．2 RLE压缩算法

2．3 logistic混沌理论

2．3．1 一维logistic映射

2．3．2 混沌参数分析

2．3．3 混沌理论加密原理

2．4 约瑟夫环位置置乱

2．5 本章小结

第三章 基于无损压缩和混沌理论的非对称文本加密算法

3．1．1 IRLE算法描述

3．1．2 IRLE算法功能验证

3．1．3 IRLE算法性能验证

3．2 基于混沌理论的非对称文本加密算法

3．3 基于混沌理论的非对称文本解密算法

3．4 本章小结

第四章 加密算法实现与分析

4．1 功能验证

4．1．1 加密功能验证

4．1．2 解密功能验证

4．1．3 功能验证小结

4．2 性能分析

4．2．1 加密性能分析

4．2．2 解密性能分析

4．2．3 性能分析小结

4．3 安全性分析

4．4 本章小结

5．1 本文总结

5．2 未来工作展望

参考文献

在校期间所做工作

致谢