切延迟椭圆反射腔映射系统的S-盒构造

利用切延迟椭圆反射腔映射系统良好的混沌特性,构造了一类新的S-盒,详细分析了其包括双射、非线性度、严格雪崩、输出比特独立性、差分逼近概率和线性逼近概率等密码学特性,并对Kocarev等最近提出用离散混沌判定S-盒强度进行了讨论。理论分析和测试结果表明构造方法容易实现且效率较高,构造的S-盒较用其它混沌系统构造的S-盒具有更好的密码学特性,可用于已有的密码方案的进一步改进。

切延迟椭圆反射腔映射系统混沌序列的改进与彩色图像加密算法

为了提高切延迟椭圆反射腔映射系统(TD-ERCS)的性能,实现对彩色图像信息的有效保护,提出了一种对TD-ERCS混沌序列的改进和基于该改进序列的彩色图像加密算法。分析与研究了TD-ERCS并加以改进,得到随机性能理想的四维混沌实值序列和二值序列;将彩色图像RGB三分量合成一图像后应用改进的TD-ERCS混沌序列以8×8分块置乱,从而加密图像。理论分析和实验结果表明,TD-ERCS改进序列性能更好;彩色图像加密算法密钥空间大,具有较好的加密效果和高的加密效率,并对统计分析具有较好的安全性和较强的抗JPEG压缩攻击能力。

无切延迟作用的TD-ERCS混沌系统的周期轨道

重点研究了无切延迟操作时TD-ERCS系统的周期轨道分布和描述方法,揭示了系统圆对称性退化导致周期轨道退化和消失的现象.定义了周期簇概念和4个周期数来描述TD-ERCS系统的周期轨道.通过建立一个对称性退化的刚性模型,解释了过焦系统是TD-ERCS系统中的周期2对称性退化的结果,并给出了几个短周期.

基于切延迟的椭圆反射腔离散混沌系统及其性能研究

根据椭圆反射腔物理模型 ,提出了一种改变系统演化轨道的切延迟操作方法 ,导出了基于该方法的一类离散混沌映射系统 .实验表明 ,这类离散混沌系统最大Lyapunov指数恒大于零 ,状态变量等概率分布且与参数和初值无关 ,全域零相关性 ,切延迟 1单位时存在一个稳定不变的方形吸引子 ,切延迟大于 1单位时走向各态遍历 .这类离散混沌系统可以产生两个独立的伪随机序列 。

基于TD-ERCS混沌系统的图像加密方案

利用二维的TD-ERCS离散混沌序列生成密钥矩阵,并采用扩展后的希尔密码体制对像素进行改变,分别对灰度图像和彩色图像进行加密算法的Matlab仿真实验.图像加密后的灰度直方图和像素相关性分析表明,加密后的暗文扰乱性好,相关性低,说明该加密方案具有较好的加密效果和较高的安全性.

TD-ERCS混沌系统的几个短周期轨道及其稳定性

基于切延迟的椭圆反射腔系统(TD-ERCS)是一类为混沌加密而设计的混沌系统,虽然其具有全域混沌等优良的加密特性,但TD-ERCS包含大量的可能导致弱密钥的短周期轨道,对这些短周期轨道进行功率谱分析与Lyapunov计算,发现m=0时周期轨道是稳定的,m≥1时周期轨道是不稳定的,且这种不稳定性不依赖参数μ的选取,切延迟操作使得TD-ERCS系统从有序走向混沌,表明TD-ERCS在混沌加密中不会存在稳定的短周期轨道所导致的弱密钥。

基于OCML和TD-ERCS混沌系统的图像加密新方案

研究了一个基于时空混沌系统和切延迟椭圆反射腔(TD-ERCS)离散混沌系统的图像加密方案。在该方案中,一类在时间和空间上均具有混沌行为的单向耦合映像格子(OCML)被分别用于图像的置乱和灰度值扩散,同时使用统计性良好的TD-ERCS混沌系统生成两个独立的伪随机序列赋给OCML系统的初值和耦合系数。该方案设计简单,能够实现任意大小图像的加密。数值实验和性能分析证明其具有很高的安全性。

基于TD-ERCS混沌系统的图像加密方法

提出了一种基于切延迟椭圆反射腔映射系统(TD-ERCS)的图像加密方法,通过一组64bit的外部密钥和一个TD-ERCS混沌系统来实现。混沌系统根据外部密钥产生一组值域在[-1,1]的随机数,这个区间被分为32个部分并对应8种加密运算方式,像素每次的加密操作由当前随机数所对应的加密运算方式决定。在加密完24个像素之后,密钥被修改。该方案设计简单,能够实现任意大小图像的加密,数值实验和性能分析证明其对于一些分析、攻击方式具有很高的安全性。

一种混沌伪随机序列发生器的FPGA实现

随着混沌理论应用于产生伪随机序列的发展,用现场可编程逻辑门阵列实现了基于TD-ERCS混沌的伪随机序列发生器.为了便于硬件实现并减少硬件占用资源,对原算法(即基于TD-ERCS构造伪随机序列发生器的算法)进行了适当改进,密钥空间缩减到2160.设计采用双精度浮点运算,选用Cy-clone系列的EP1C20F400芯片,完成了CPRSG的系统仿真实验.系统的硬件电路占用17716个逻辑单元,占芯片资源88%,工作频率50 MHz,CPRS产生速率10 Mbps.

一种基于TD-ERCS生物特征密钥提取的鉴别方案

为解决传统密码技术需要外部的真随机数或伪随机数产生器产生密码的问题,将切延迟椭圆反射腔混沌系统(TD-ERCS)应用到生物特征密钥提取技术中,即由生物特征直接产生系统所需密钥,降低了系统的成本和复杂性。提出了一种基于该密钥提取技术的全新鉴别方案,能有效解决对合法用户进行身份认证时密码和密钥遗忘、被盗、被破解的现象。基于该技术的鉴别方案能应用于我们生活中的各个领域。

一个截断误差诱导下的随机数字振荡系统

计算机截断误差通常被认为会导致混沌系统退化.根据这种认识,提供了一个完全由计算机截断误差诱导的简单系统走向复杂化或混沌的反例.该系统定义为椭圆反射腔映射系统的过焦系统,理论解为一个极限序列,对应计算机解则是一个随机数字振荡系统.分析表明,计算机解是在截断误差诱导下由理论解变异而来的.理论解中系统存在“回转机制”,截断误差诱导系统在非双曲性不动点局域产生“逃逸机制”,从而发现一种阵发混沌的新机制.

一种基于TD-ERCS的生物特征密钥产生算法

提出了一种新的思路,即由生物特征直接生成系统所需的密钥,从而降低了系统的成本和复杂性,并方便用户操作.为了保证该方法的安全性,采用改进后的切延迟椭圆反射腔混沌系统(TD-ERCS)对生物特征进行处理.实验结果表明该算法具有极高的运算速度,良好的生物特征敏感性、抗碰撞性和随机性,可实际用于生物特征密码系统.