密鑰流生成算法及其應(yīng)用研究.pdf

1、由于流密碼的加密和解密方法簡單，因此非常適合實時性高的流數(shù)據(jù)保密傳輸要求。流密碼研究的關(guān)鍵問題之一是密鑰流生成算法的設(shè)計。如何構(gòu)造周期大、線性復(fù)雜度高、偽隨機性好的密鑰流序列是密碼學(xué)者們重點關(guān)注的課題。論文重點研究密鑰流生成算法的設(shè)計、偽隨機序列的特性和測試、序列加密在PCM/FM再入遙測系統(tǒng)中的應(yīng)用等問題。所做的主要工作和取得的結(jié)論包括以下幾個方面：
　　 1.針對字符加解密算法存在特定明文串對應(yīng)特定密文串的缺陷，提出基于兩個

2、移位寄存器相互干擾的改進算法和基于混沌序列的字符加解密算法。第一種算法是增加移位寄存器的個數(shù)使其輪流工作互相干擾，第二種算法是引入混沌序列來改變移位寄存器的初始狀態(tài)。實例分析這兩種加解密算法，結(jié)果表明，改進后的算法部分彌補了缺陷，增大了密文空間，提高了密文的破解難度。
　　 2.針對單混沌系統(tǒng)因計算機有限精度效應(yīng)產(chǎn)生的混沌退化問題，提出一種多級混沌映射交替變參數(shù)的密鑰流生成算法。該算法基于一維Logistic映射和二維Henon

3、映射，以交錯變參的Logistic映射的混沌迭代值的漢明重量來控制Henon映射輸出密鑰流。分析生成序列的平衡性、游程特性、相關(guān)特性及局部隨機統(tǒng)計特性，結(jié)果表明，生成序列具有較好的隨機性，并且難以預(yù)測，與單一的混沌映射相比，系統(tǒng)復(fù)雜度更高，保密性更強。
　　 3.基于線性同余原理，設(shè)計一種線性同余比較器。該同余比較器將兩個獨立的線性同余生成器結(jié)合起來，并用一個比較器來控制輸出。將輸出序列作為擾動信號，以異或函數(shù)疊加到混沌軌道來改

4、善混沌系統(tǒng)生成序列的隨機性。分析攻擊者通過線性同余比較器生成序列來破解種子密鑰的計算復(fù)雜度，及加入隨機擾動后的混沌序列的平衡度、相關(guān)性及初值敏感性，結(jié)果表明，計算復(fù)雜度是呈指數(shù)冪增長的，線性同余比較器生成序列具有前向和后向不可預(yù)測性，并且該密鑰流生成器具有較大的密鑰空間，可以生成具有良好隨機性的序列，可以有效地克服混沌序列在有限精度實現(xiàn)時出現(xiàn)的短周期問題。
　　 4.針對遙測系統(tǒng)，設(shè)計遙測數(shù)據(jù)加解密及密鑰同步方案。該方案以幀為單