混沌理论在密码学中的应用.PDF

2004年4月 重庆大学学报 Apr．2004 第27卷第4期 Journal of Chongqing University VoI．27 No．4 文章编号：1000—582X(2004)04—0039—05 混沌理论在密码学中的应用 张 红 ，周 尚波2 (1．重庆工学院计算机科学与工程学院，重庆 400050；2．重庆大学计算机科学与‘工程学院，重庆 400030) 摘 要：密码学在现代信息社会中具有特殊的重要性，混沌的良好特性给密码的设计提供了新的手 段。混沌密码技术是现代密码学发展的一个重要成果，具有很大的发展潜力，已经成为当前信息安全领 域的一个研究热点。笔者对密码学和混沌理论的有关问题进行了讨论。分析了混沌理论在密码学上的 应用——混沌加密的原理、方法，阐述了近年来混沌加密相关问题的研究进展，最后在指出混沌加密所 具有的优势的同时总结了其存在的不足及其今后研究的课题。 关键词：密码；混沌；混沌加密 中图分类号：TP309．7；TN918 文献标识码：A 信息作为一种资源，在社会生产、生活中的作用日 基于密钥的算法通常有两类：对称算法和非对称 益显著，而信息安全问题已成为信息化社会的焦点与 算法。 难点，而信息加密技术则是信息安全的一个核心问题。 对称算法又称传统密码算法，就是加密密钥能够 自从混沌理论问世以来，各个学科的学者都把它用于 从解密密钥中推算出来，反过来也成立。对称算法的 解决许多实际问题。当然，混沌现象的独特特征也受 加密和解密表示为： 到密码学研究者的极大关注。密码学起源较早，自从 E ( )：C，D (C)=M 有了战争，就有了密码。而混沌则是一门新兴学科。 其中M为明文，C为密文， 为加密算子，D 为解密算 随着计算机科学技术的发展，信息和信息技术对密码 子。在大多数对称算法中，JJn／解密密钥是相同的。这 学提出了越来越高的要求，迫切需要发展密码理论和 些算法又称秘密密钥算法或单密钥算法，它要求发送 先进的密码技术。目前，国内外已陆续发表了不少有 者和接收者在安全通信之前，商定一个密钥。对称算 关混沌密码体制及混沌加密在计算机网络和安全通信 法的安全性依赖于密钥，泄漏密钥就意味着任何人都 中应用的文章u 。诚如混沌理论的早期研究者、牛 能对}肖息进行加／解密。只要通信需要必威体育官网网址，密钥就必 津大学的梅埃教授所言“这是一种革命科学、它为解 须必威体育官网网址。针对对称算法的缺点，1976年，W．Diflae和 决古老问题开辟了一种新的研究途径”。 M．E．Hellman首次证明了从发送端到接受端无密钥的 必威体育官网网址通信是可能的，这就是公开密钥算法，简称公钥算 1信息加密技术 法，也叫非对称算法。该算法的设计方法是：用作加密 密码学(Cryptology)包含两个互相对立的分支，即 的密钥不同于用作解密的密钥，而且解密密钥不能根 密码编码学(Cryptography)和密码分析学(Cryptanalyt- 据加密密钥计算出来(至少在合理假定的长时间内)。 ics)。前者寻求保证消息必威体育官网网址性或真实性的方法，而 加密密钥可以公开，即陌生者能用加密密钥加密信息， 后者则研究加密消息的破译或消息的伪造。现代密码 但只有用相应的解密密钥才能解密信息。目前，公钥 学已发展成为集代数、数论、信息论、概率论等理论于 算法主要有3种：D—H算法、RSA算法和椭圆曲线算 一 体，并与通信、计算机网络和微电子等技术紧密结合 法