文档介绍：摘要混沌与密码学之间存在紧密联系,诸如初值敏感性、遍历性等混沌系统的基本特性与密码学中的混淆与扩散概念具有本质联系。目前国内外均将混沌密码学作为信息安全新技术加以支持,力图在信息安全科学理论和技术上的实现源头创新。但无论数字混沌被沌苈牖故悄D饣煦绫C芡ㄐ偶际跹芯肯肿幢砻鳎鲆览涤谡庑┦粜圆⒉荒鼙Vっ苈胂统的安全性,研究表明确定性随机在混沌与随机过程之间的桥梁作用将是提高混沌密码安全性的关键因素。本文主要研究确定性随机理论及在混沌密码学中的应用可行性。主要工作包括:第一章在简要介绍混沌、确定性随机理论基础上,讨论了数字混沌密码的研究现状。第二章研究了基于搜索机制的数字混沌序列密码算法,并详细分析了包括一次一密攻击,分叉图攻击,熵攻击。差分攻击以及基于符号动力学的攻击方法。研究表明此类序列密码方案混淆了混沌与伪混沌概念,即在方案设计与安全性分析上,错误地利用了诸如长期不可预测等混沌的动力学特性,在安全性方面没有超出传统密码学领域中关于线性同余发生器研究的范畴。第三章研究了对统计与差分攻击具有高免疫力的三维浠换煦缤枷窦用芩惴ǎ针对此算法提出一种选择明文攻击方法,通过符号动力学理论及设计特定的明文图像,可构造出等价的三维浠痪卣蠹袄┥⒉僮鞯某跏济茉恐怠7治鲇胧笛榻峁砻骰谌浠坏幕煦缤枷窦用芩惴ㄎ薹ǖ挚寡≡衩魑墓セ鳌A硗獗疚奶岢龅姆治龇椒ǹ梢杂行攻击多种混沌图像加密算法。第四章深入研究并发展了确定性随机理论。首先,证明了不存在确定性随机的可实现模型,并给出了基于斜抛物线映射与不可逆非线性变换所构造李沙育映射可以完整描述渐进确定性随机的条件。在此基础上不但更正了确定性随机理论创始人提出的自治系统可以产生确定性随机的错误观点,而且证明其仅为渐近确定性随机近似描述模型。其次,不但更正了国际上关于显式函数铮骸无法产生确定性随机的错误观点,而且证明互质假分数时便可以产生确定性随机现象。最后,在详细分析李沙育映射不动点、倍周期分叉、指数谱、符号动力学等相关动力学特性等基础上,不但证明确定性随机序列的指数为无穷大而不是目前认为的:,而且发现渐近确定性随机可实现模型将退化为一类特殊高维混沌系统。进一步,基于渐近确定性随机可实现模型构造了一种混沌序列密码,分析与实验结果表明可抵御针对伪混沌密码分析方法的攻击。关键词:混沌,确定性随机,李沙育映射,混沌密码,安全性分析
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东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明研究生签名:的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。日期:刊登畚牡娜ú炕虿糠帜谌荨B畚牡墓ú包括刊登谌ǘ洗笱а芯可喊炖怼导师签名:本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布
瓼⒈砹恕ɡ喾窍咝员浠坏亩康钠帐市浴蔽恼拢⑾只煦缦低持械第一章绪论混沌和确定性随机匀我鈞∈停娜我恢芷诘鉟,有“怀州非线性系统科学的研究与进展,对推进近、现代数学,物理学的进步起了十分重要的作用。非线性系统理论不仅极大地推动与拓展了经典的线性系统理论。而且能够更好的反映我们身处的大自然的种种特征。同时,非线性系统科学与其他学科的相互渗透,也促进了相应交叉学科和边缘学科的发展。混沌学是非线性系统学科的重要代表。混沌系统得最显著特点就在于:。这也使得人们对混沌学的研究产生浓厚的兴趣。一些研究者指出在混沌理论和密码学之间存在紧密地联系。许多混沌系统的基本特性,如遍历性,混合性,确定性和对初始条件的敏感性,都可以和密码学中的混淆和扩散概念联系起来。因此使用混沌系统去开发新的密码设计思想就变得很自然起来。混沌通常是指确定性动力系统的长期行为对系统初始条件异常敏感,却又不发散,而且无法精确重复的现象,它是非线性系统普遍具有的一种复杂动力学行为。早在本世纪初的年,,将动力学系统和拓扑学两大领域结合起来,并提出混沌存在的可能性,从而成为世界上最先了解存在混沌可能性的人。年代开始,混沌科学得到了飞速的发展。