基于混沌序列的种子密钥表生成方法研究生院，北京100039.pdfVIP

基于混沌序列的种子密钥表生成方法 ①② ① ① ① 杨 骅 ，张铁军 ，王东辉 ，侯朝焕 ① （中国科学院声学研究所，北京 100190 ） ② （中国科学院研究生院，北京 100039 ） 摘 要：本文提出一种基于混沌动力学模型的加密算法种子密钥表生成方法。该方法通过扩 展 Tent 映射生成混沌序列，选取二值化后序列一段数据构造安全算法的种子密钥表。实验 表明，构造的密钥表具有很大的密钥空间，密钥分布均匀，随机性良好，提高了系统安全性。 关键词：混沌序列，密钥表，安全性 中图分类号：TP309 文献标识码：A A Method of Generating Seed Key Schedule Based on Chaotic Sequence ①② ① ① ① YANG Hua , ZHANG Tie-jun , WANG Dong-hui , HOU Chao-huan ① (Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China) ② (Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China) Abstract: This paper presents a method based on chaotic dynamics systems that generates the seed key schedule for security algorithm. The key schedule is composed by some bits which are extracted by the binary chaotic tent map. Simulation results show that the key schedule has large key space, uniform distribution and good randomness, which improves the security. Keywords: Chaotic Sequence, Key Schedule, Security 1. 引言 当前许多安全加密算法在设计中采用密钥和明文结合生成密文的方法进行加密。一般的 算法都包含迭代计算，每轮迭代计算以前一轮运算的密钥表为基础进行密钥变换，用生成的 新密钥与前一轮生成的密文进行异或运算。在通信过程中，通信双方必须保留固定的种子密 钥表，以便于解密。种子密钥表一旦被破译，则整个算法的安全性遭到破坏。 本文提出一种基于tent 混沌映射的动态密钥表构成方法。该方法利用离散混沌系统对初 值和参数的极端敏感性、白噪声统计特性和遍历性等优良性能，生成具有良好随机特性的种 子密钥表，同时通过移位运算改变密钥表的排列顺序，增强算法混淆度。实验结果表明，生 成的随机种子密钥表提高了系统安全性。 2. 基于混沌映射的随机密钥表构造算法 2.1 算法原理 混沌是指确定性非线性系统普遍具有的一种复杂动力学行为，它对系统初始状态或系统 参数异常敏感。基于迭代的混沌映射产生的伪随机序列有以下特性：(1)长周期。理论上伪 随机序列没有重复值，但受计算机数据精度的限制，其周期要远小于计算机所能表示数据的 个数。(2)初值敏感性。初始值的微小改变．经过一定次数的迭代后产生的序列值会完全不 同。(3)系统参数敏感性。混沌系统参数的微小改变，经过若干次数的迭代后产生的序列与 原序列完全不同。(4)序列的产生速度快。(5)遍历性。对值域中的任意值，都能在序列中找 到与之无限接近的序列数。(6)不可预测性。只能对序列值短期预测．长期预测是不可能的。 由于混沌序列具有如此优良的特性，混沌密