近幾年混沌理論越來越多的應(yīng)用于加密領(lǐng)域，其本身的特性更適合資源受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)．本文提出了一種基于Kent映射和Logistic映射的混合混沌系統(tǒng)，并采用適合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基于Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分組加密算法。

一、混沌加密理論

1、logistic映射及其整型數(shù)值研究

Logistic映射是一維離散動態(tài)系統(tǒng)，其動力學(xué)方程為：

其中，Xn+l是第n+l次的迭代值，μ是系統(tǒng)參數(shù)，X0是第n次的迭代值。

Logistic映射在值域上是連續(xù)的，并不適用于WSN。

對上式存在一種等價的方式：

其中，xn∈[-i，l]，入∈[O，2]，將式(2)兩邊同時乘上a2 (a≠0)，得到：

令zn=axn+a，則：

取入=2，化簡即得：

Xn∈[-1，1[，zn∈[o,2a]，a=2L-l，L為機器字長。

2、Kent映射及其整型化數(shù)值研究

Kent映射是一維映射，其動力學(xué)方程為：

式中，yn∈[0，I]是序列值：a∈(0，1)是分叉參數(shù)，當(dāng)a=0.4997時，Kent映射呈現(xiàn)最佳狀態(tài)。整數(shù)化后如下：

二、基于Feistel網(wǎng)絡(luò)的分組加密算法

1、Feistel函數(shù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，F(xiàn)函數(shù)是其最核心的部件，它越復(fù)雜加密性越好。

圖l中的⊕表示模28加法運算，⊕表示按位異或，函數(shù)fl，f2分別表示整型數(shù)值化的Kent映射方程式和logistic映射方程式，Kr (t)代表第r輪加密子密鑰分量。

2、加解密過程

設(shè)一個Feistel網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)加密算法，輪函數(shù)作用R次，分組長度為2n，那么每輪的操作可定義為：

Roundi: LiiIRi-RiIIF (Ki,Ri)⊕Li，其中i=O,1,2，…，r，Li和Ri為分組長度相等的左右兩個部分，Ki為“1輪使用的加密子密鑰。

圖2為32bit分組加密過程。在明文分組進入Feistel加密網(wǎng)絡(luò)之前，先對數(shù)據(jù)進行P置換，再將明文分組分為Li和Ri，迭代后得到32bit輸出再逆P置換作為加密結(jié)果。其加密與解密過程結(jié)構(gòu)相同。

3、安全性能分析

設(shè)計分組密碼體系要遵循混淆和擴散兩個基本原則?；旌匣煦缬成淠艿玫搅己玫臄U散和混淆特性，相較于S盒的混沌加密算法，既提高了加密速度，又節(jié)省了存儲空間。此外，混合后的混沌映射能夠抵抗差分分析攻擊，運行效率也得到提高。

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