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新混沌系统及其序列加密

李辉辉  
【摘要】: 对混沌现象的认识是人们对于非线性科学最重要的成就之一。混沌的应用属于混沌控制的范畴,已成为混沌研究的重要内容。混沌现象是一种由确定性系统产生、对初值极为敏感、类似随机的过程,混沌信号具有类噪声、宽频谱等特性,非常适合于序列加密,其应用于密码学上,具有保密性强、随机性好、密钥量大、更换密钥方便等特点,将混沌理论应用于加密,已成为近年来的一个研究热点。因此,本文对混沌系统及其加密的方法进行了综合的分析与比较,提出了新的混沌系统及加密算法。 首先,本文对混沌理论和密码学的基础知识进行了简要介绍;概述了混沌密码学的研究现状,混沌理论的发展过程及其应用,混沌的定义以及混沌系统的判定准则。 其次,构建了一个新的混沌系统,并对其进行了充分的论证。借助MATLAB软件分析其Lyapunov指数、Lyapunov维数、初值敏感性、系统相图、Poincare截面图、功率谱图等特性。 再次,设计一个新的混沌二值序列产生算法。分段函数Tent帐篷映射的参数p是由Chebychev映射来控制的,其得到的混沌序列,与本文提出的混沌系统产生的序列进行对比,由对比结果而得出复合的混沌序列。并分析了混沌序列的周期性。 最后,实现一个完整的加密过程。应用新的加密算法,加密了一段文字,并对加密序列进行了频数检验,序列检验,相关特性,伪随机性检验等方面的分析,得出此算法可用于加密的结论。


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