基于混沌的加密算法研究及其應(yīng)用

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1、分類號TN91學(xué)校代碼10590UDC621.3密級公開深圳大學(xué)碩士學(xué)位論文基于混沌的加密算法研究及其應(yīng)用賴政軍學(xué)位類別工程碩士專業(yè)名稱電子與通信工程學(xué)院（系、所）信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師錢恭斌副教授原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文基于混沌的加密算法研究及其應(yīng)用是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月日基于混沌的加密算法研究及其應(yīng)用摘要隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來，智能手

2、機(jī)作為用戶數(shù)量最大的移動終端給人們的生活帶來極大的便捷，但與此同時(shí)也產(chǎn)生了諸多的數(shù)據(jù)安全問題。在解決數(shù)據(jù)安全問題的眾多方式中，對數(shù)據(jù)加密是最常見的方式。AES（AdvancedEncryptionStandard）作為新的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，得到了社會各個(gè)領(lǐng)域的青睞，但AES算法由于密鑰擴(kuò)展算法存在的缺陷使其容易受到密碼攻擊的威脅，而混沌系統(tǒng)所具有的偽隨機(jī)特性和高復(fù)雜性能夠彌補(bǔ)AES算法在這方面的不足，因此本文將混沌理論和AES算法相結(jié)合，研究出一種基于變參混沌序列的AES改進(jìn)算法，以及基于這種變參混沌序列的AES改進(jìn)算法設(shè)計(jì)出一款A(yù)ndroid加解密軟件。主要工作如下：1）分析了AES

3、算法的密鑰擴(kuò)展算法的不足之處：AES算法的輪密鑰之間具有很大的相關(guān)性，前后輪密鑰可以相互推導(dǎo)。2）結(jié)合Chebyshev混沌映射、Logistic混沌映射和Cubic混沌映射設(shè)計(jì)出一種可變參數(shù)的低維多混沌系統(tǒng)，并從周期性、0-1平衡性和相關(guān)性這三個(gè)方面驗(yàn)證了其產(chǎn)生的序列比Logistic混沌映射更加優(yōu)良。3）基于變參混沌序列的AES改進(jìn)算法的設(shè)計(jì)與性能分析。首先對明文和可變參數(shù)的低維多混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的序列進(jìn)行異或處理；接著采用可變參數(shù)的低維多混沌系統(tǒng)生成的序列作為輪密鑰的AES改進(jìn)算法對數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，每輪密鑰都是隨機(jī)生成的，毫無關(guān)聯(lián)；最后對密文進(jìn)行元素位置置亂操作，進(jìn)一步增強(qiáng)了算法的

4、安全性。通過MATLAB仿真對基于變參混沌序列的AES改進(jìn)算法和標(biāo)準(zhǔn)AES算法從安全性、加密效率和實(shí)現(xiàn)成本這三個(gè)方面進(jìn)行了對比分析，得出基于變參混沌序列的AES改進(jìn)算法具有更高安全性，并且對加密效率和實(shí)現(xiàn)成本沒有產(chǎn)生過大的影響。4）采用基于變參混沌序列的AES改進(jìn)算法，在Android平臺上開發(fā)一款能夠加解密圖像和音頻的軟件，并對app軟件進(jìn)行測試，達(dá)到了預(yù)期的加解密要求。關(guān)鍵詞:變參；混沌；AES算法；AndroidITheResearchandApplicationofEncryptionAlgorithmBasedonChaosAbstractWiththeadventoft

5、hemobileInternetera,thesmartphone,amobileterminalwiththelargestnumberofsubscribers,bringspeoplealotofconvenience,however,atthesametimesomedatasecurityproblemshavearised,encryptingthedataisthemostcommonwayamongallsortsofsolutionsindatasecurity.Asanewdataencryptionstandard,AES（AdvancedEncryption

6、Standard）algorithmhasbeenfavoredinallareasofsociety.ButduetothedefectofthekeyexpansionalgorithminAESalgorithm,itiseasilythreatenedbypasswordattack.Thechaoticsystemwithpseudorandompropertyandhighcomplexitycanmakeupthatdeficiency.Therefore,inthisthesis,combiningwithchaostheoryandAESalgorithm,ani

7、mprovedAESalgorithmbasedonvariableparameterchaoticsequenceisproposed,andanencryptionordecryptionandroidsoftwarewiththeimprovedAESalgorithmbasedonvariableparameterchaoticsequenceisdesigned.Themaineffortsareasfollows:1)Thisthesisanalyzest