一种基于二维离散忆阻超混沌映射的增强型密钥扩展算法

密钥扩展在对称分组密码中起着重要的作用,但AES和SM4等串行密钥扩展算法是可逆且串行的,所生成的轮密钥之间缺少独立性.本文通过设计一个增强型密钥扩展算法生成期望数量的轮密钥,且满足不可逆性、并行性以及轮密钥之间的独立性.首先,通过在2维离散超混沌映射(2D-DCM)中添加一个忆阻器,构造一个基于忆阻器的2维离散超混沌映射(2D-MDCM),该映射的状态点在相空间中具有遍历性,在足够大的参数范围内具有良好的随机性.基于2D-MDCM设计一个强S盒,该S盒没有不动点、反不动点以及短周期环.利用混沌迭代的不可逆性以及S盒,设计一种不可逆的密钥扩展算法,该算法可以并行生成指定轮数且灵活长度的轮密钥,每轮轮密钥都可以由初始密钥独立生成.实验和分析结果表明,改进后的密钥扩展算法大大提高了初始密钥的安全性.

一种新型二维忆阻超混沌映射及其DSP实现

忆阻器是一种新型元器件,具有体积小、功耗低,并且具有记忆性的特点。为了设计出具有更丰富动力学行为的忆阻离散混沌映射,首先提出了一种基于余弦函数的新型离散忆阻器模型,并对其进行了数值仿真验证。结果表明,其具有忆阻器的典型特征。然后基于该忆阻器模型设计了一个新型二维忆阻超混沌映射,通过实验验证及性能分析,表明了所提出的二维离散忆阻超混沌映射不仅能产生超混沌吸引子,还具有初始助推行为。同时介绍了如何使用DSP器件对忆阻器和混沌映射进行实现。