一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)s盒構造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，屬于信息加密領域。本發(fā)明將密鑰映射為Chebyshev混沌映射系統(tǒng)和分段線性混沌映射系統(tǒng)的初始條件和演化參數，不同密鑰映射為不同的系統(tǒng)參數，實現了實時生成不同S盒的動態(tài)特性。由于使用兩級混沌系統(tǒng)，對兩個混沌系統(tǒng)的輸出進行異或操作以生成S盒元素，與使用單一混沌系統(tǒng)相比提高了抗破譯難度。同時兩級混沌系統(tǒng)的輸出均相互交叉反饋給對方，實現混沌系統(tǒng)之間的動態(tài)交叉擾動，進一步增大了所生成S盒的擴散性和擾亂性，實現了嚴格雪崩效應，顯著提高安全強度。本發(fā)明簡潔高效，便于軟硬件實現。
【專利說明】一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于信息加密領域，特別是涉及一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法。
【背景技術】
[0002]隨著Internet技術的飛速發(fā)展，計算機網絡技術正日益廣泛的應用到社會各個領域，信息的安全與保密顯得尤其重要。為了保證網絡信息安全，國內外研究人員設計并公布了眾多密碼方法，現行的密碼算法主要包括序列密碼、分組密碼、公鑰密碼、散列函數等。其中，分組密碼，也稱為塊密碼，它是現代密碼學中的一個重要研究分支，主要由加密算法、解密算法和密鑰編排算法三部分組成。分組密碼因具有速度快、易于標準化和便于軟硬件實現等特點而在計算機通信和信息系統(tǒng)安全領域中有著極其廣泛的應用。
[0003]混沌是非線性確定系統(tǒng)中由于內稟隨機性而產生的外在復雜表現，是一種貌似隨機的非隨機運動。由于其對初值敏感性、對參數敏感性、遍歷性、類隨機性、弱相關性等特點，非線性科學界和信息工程界普遍關注混沌理論在信息安全和保密通信等領域中的應用。近年來，研究人員提出了許多基于混沛系統(tǒng)的加密方法。S盒(Substitution-box,置換盒)是對稱密鑰算法執(zhí)行置換計算的基本結構，是經典加密方法中常用的非線性結構關鍵組件，其性能的好壞直接影響了加密方法的安全強度。傳統(tǒng)的S盒構造方法復雜繁瑣，不便于軟硬件實現，存在著安全性不高、運算速度慢、難以在實際中應用等缺陷。

【發(fā)明內容】

[0004]鑒于現有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種能夠提高抗破譯難度的S盒構造方法。
[0005]為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，包括以下步驟:
[0006]步驟一、輸入64位長度密鑰K=K1K2...K7K8,進行初始化操作:計算參數t2、t3、t4、t5和t6，令η = I并置空Stjut,所述Swt為S盒的輸出；
[0007]步驟二、計算Chebyshev混沌映射系統(tǒng)C1的輸出和分段線性混沌映射C2的輸出；
[0008]所述計算Chebyshev混沛映射系統(tǒng)C1的輸出按以下步驟進行:
[0009]Chebyshev混沌映射系統(tǒng)C1從初始點J0開始，迭代N1+80次，在最后的80個狀態(tài)點中，每間隔10個點取值I次，以O為閾值進行量化，得到8個比特值并組合為一個整數s1>n,所述s1;n為Chebyshev混沛映射系統(tǒng)C1的輸出；將系統(tǒng)的最后狀態(tài)點作為下次迭代時的初始點yQ ;
[0010]設加密輪數為η, η為正整數；
[0011 ]當 η = I 時,系統(tǒng) C1 的初始點
【權利要求】
1.一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、輸入64位長度密鑰K=K1K2...K7K8,進行初始化操作:計算參數t1、t2、t3、t4、t5和t6，令n = I并置空Stjut,所述Swt為S盒的輸出； 步驟二、計算Chebyshev混沌映射系統(tǒng)C1的輸出和分段線性混沌映射C2的輸出； 所述計算Chebyshev混沛映射系統(tǒng)C1的輸出按以下步驟進行: Chebyshev混沌映射系統(tǒng)C1從初始點開始，迭代K+80次，在最后的80個狀態(tài)點中，每間隔10個點取值I次，以O為閾值進行量化，得到8個比特值并組合為一個整數Sl，n，所述Sl，n為Chebyshev混沌映射系統(tǒng)C1的輸出；將系統(tǒng)的最后狀態(tài)點作為下次迭代時的初始點Yq ； 設加密輪數為η, η為正整數； 當η = 1時，系統(tǒng)C1的初始點
2.如權利要求1所述的一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，其特征是:所述Chebyshev混沛映射為
3.如權利要求1所述的一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，其特征是:所述分段線性混沌映射為
4.如權利要求1所述的一種基于多級混沌系統(tǒng)的動態(tài)S盒構造方法，其特征是:所述參數tp t2、t3、t4、t5和t6按以下方式計算:
= (K7+K8)mod8，t2 = (K5+K6)mod8，
t3 = (K3+K4)mod8，t4 = (K1+K2)mod8,
t5 = (K1XK^K3XK4)InodS`d6= (K5 X K6+K7 X K8) mod8 0
【文檔編號】H04L9/00GK103856320SQ201410097344
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年3月17日 優(yōu)先權日:2014年3月17日
【發(fā)明者】彭軍, 賈蓉, 雷亮, 金尚柱, 韓琦 申請人:重慶科技學院