基于混沌和纠错码的加密系统设计与实现

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:CZXchen10
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在互联网时代,掌握数据就是掌握重要资源,重要数据的丢失或者泄露往往会给公司或者社会带来巨大的损失,因此,数据安全越来越受到关注。针对如何保证敏感性数据在有噪信道中传输的安全性和可靠性问题,产生了一个新的研究课题:联合纠错加密。本文基于该课题提出了混沌加密算法和联合纠错加密算法,设计并且实现了基于混沌和纠错码的加密系统。本文将主要研究内容分为以下几个部分:(1)深入分析了混沌系统的研究现状。针对目前混沌系统中存在的李雅普诺夫指数不大以及混沌行为动力学特征不明显的问题,本文在混沌理论研究的基础上构造了一个五维超混沌系统,并对其进行了详细的动力学特征分析,以验证系统的性能;(2)基于超混沌系统设计并实现了一种伪随机序列化算法。为了提高混沌序列的随机性,算法在迭代过程中加入了两次扰动。此外,针对现有加密算法中存在的安全性以及密钥空间不大的问题,本章又提出了一种基于超混沌系统的文本加密算法,并为了验证算法的安全性,对其进行了大量的实验测试分析;(3)针对现有纠错加密算法中的纠错性能不高的问题,本文提出了一种联合纠错加密算法。该算法通过将混沌加密算法和纠错码结合完成了对经过噪声干扰后的密文正确的解密。实验证明,该算法具有较好的安全性能,同时具有更好的纠错性能。(4)根据提出的混沌加密算法和联合纠错加密算法,设计并实现了基于混沌和纠错码的加密系统。系统包括密钥生成模块、混沌加密解密模块、联合纠错加密解密模块等。本文提出了基于五维超混沌的加密算法以及基于混沌系统和LDPC码的纠错加密算法,并设计和实现了基于混沌和纠错码的加密系统。实验证明,本文构造的超混沌系统具有比较好的性能,且基于该系统的混沌加密算法具有很高的安全性,具备抵抗各种经典攻击的能力;联合纠错加密算法在安全性和纠错能力上性能突出;纠错加密系统也能够为敏感性数据提供足够的安全性和可靠性,具有非常高的实用性。
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