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混沌密码学问题分析-混沌系统控制及其在信息安全中的应用

【摘要】:混沌密码技术虽然获得了很大进展,但在发展中也出现了诸多问题:1)混沌的离散化问题。这些不利因素都是由混沌自身引起的,但目前还缺少对适合用于密码系统中的混沌映射的研究。虽然混沌密码学还存在着众多的问题,但作为一个新兴的学科,这些问题的存在是允许的和合理的,混沌密码学丰富了密码学的内容,从一个新的角度研究了数据加密技术。随着混沌密码学的进一步发展和现有问题的解决,相信它会有广阔的应用前景。

混沌密码的发展迄今已有20年左右的时间,有大量的学者和研究人员投身于混沌密码学的研究中,也提出了众多的混沌密码系统。混沌密码技术虽然获得了很大进展,但在发展中也出现了诸多问题:

1)混沌的离散化问题。混沌映射是连续的非线性动力系统,在多数的基于混沌的加密算法中是将连续的混沌映射离散化后用于加密算法。而被离散化后,混沌映射的很多原有性质,如遍历性、初值敏感性等,都可能发生了变化。目前还没有成熟的理论去研究离散化后的混沌系统动力学行为的改变。并且,计算机的有限运算精度也会造成混沌系统的动力学特性退化。

2)缺乏严密的数学理论或其他系统的方法来证明其安全性。虽然已经有些学者开始用传统密码学的一些分析方法来对混沌加密算法进行分析,但传统密码学的分析方法在混沌密码学方面还没有得到有效的应用。目前还缺乏对混沌密码系统进行设计和分析的完善理论或有效工具。

3)混沌加密系统面向实用性方面的设计也显得不够成熟。目前所提出的混沌密码算法大多数加密速度比较慢,不能应用于实时加密。影响加密速度的主要因素有:

(1)为了充分利用混沌系统对初值的敏感性,得到不可预测的混沌信号,必须多次的迭代混沌映射;(www.chuimin.cn)

(2)有些混沌映射本身形式复杂,运算速度比较慢;

(3)有些混沌映射用到了浮点算法实现,浮点运算相对于逻辑运算、固点算法的运算,速度要慢得多。

这些不利因素都是由混沌自身引起的,但目前还缺少对适合用于密码系统中的混沌映射的研究。

虽然混沌密码学还存在着众多的问题,但作为一个新兴的学科,这些问题的存在是允许的和合理的,混沌密码学丰富了密码学的内容,从一个新的角度研究了数据加密技术。随着混沌密码学的进一步发展和现有问题的解决,相信它会有广阔的应用前景。同时对安全的、高效的、实用的具有自主知识产权的密码系统的设计更是有着重要的意义。