一類混沌圖像加密算法的安全性分析

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1、學(xué)校代碼10530學(xué)號(hào)201330111751分類號(hào)TP391密級(jí)公開碩士學(xué)位論文一類混沌圖像加密算法的安全性分析學(xué)位申請(qǐng)人曾麗指導(dǎo)教師劉任任教授學(xué)院名稱信息工程學(xué)院學(xué)科專業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究方向信息安全二○一六年六月六日CryptanalysisofAKindofChaoticImageEncryptionAlgorithmCandidateZengLiSupervisorProf．LiuRenrenCollegeCollegeofInformationEngineeringProgramComputerScienceandTechnologySpecializa

2、tionInformationSecurityDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateJune6，2016湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)斤研究所＿取得的硏究成果。除了文中特別加標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。、作者簽名：曰期；年／月義曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了

3、解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授極湘潭大學(xué)可將本學(xué)位論文的全部或部分巧容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。＾作者簽名：香日期：《月日又戶導(dǎo)師簽名：曰期；年＾月文曰摘要信息時(shí)代，越來越多的信息依托于網(wǎng)絡(luò)傳播，電子信息的安全性日益突出。眾所周知，加密是作為保障安全的普遍手段和研究熱點(diǎn)，而混沌理論具有對(duì)初始條件敏感性強(qiáng)、遍歷性、混淆性等特性，與密碼學(xué)具備的雪崩性、擴(kuò)散性、混淆等相對(duì)應(yīng)，

4、又因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)中大量的圖像需要加密和傳輸，原來的文本數(shù)據(jù)加密算法不能滿足快速發(fā)展的圖像加密需求，故而混沌密碼學(xué)產(chǎn)生并快速發(fā)展。而促進(jìn)混沌密碼算法設(shè)計(jì)的密碼分析工作也顯得不可或缺。近些年研究人員提出了幾千種混沌加密算法，本文對(duì)其中幾個(gè)混沌圖像加密算法進(jìn)行分析，并歸類。主要工作如下：1）采用全“1”矩陣去除位置的影響然后遍歷k的值和選擇特殊分塊矩陣明文兩種方法高效的破解了GauravBhatnagar等人提出的選擇感興趣像素值和奇異值分解的混沌加密算法。文中對(duì)算法經(jīng)行了詳細(xì)的描述和實(shí)現(xiàn)，并用理論分析和實(shí)驗(yàn)證明攻擊的有效性，同時(shí)還根據(jù)該算法的缺陷提出了改進(jìn)意見。2）針對(duì)基于維吉

5、尼亞的混沌加密算法進(jìn)行分析，并與張玉書等人的分析進(jìn)行了對(duì)比，提出了自差異矩陣（SDM），理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明我們攻擊方法的有效性和高效性。同時(shí)我們進(jìn)一步擴(kuò)展，證明了SDM矩陣對(duì)純位置矩陣具有較強(qiáng)的破解能力。3）在較新型的概念DNA序列操作的前提下，使用“分而治之”的策略分別分步去破解加法部分和置換部分，進(jìn)行各個(gè)擊破，最終完成攻擊。4）本文最后進(jìn)行總結(jié)，概況分析使用混沌偽隨機(jī)序列通過與明文序列進(jìn)行異或、加減、乘除、模和等操作得到密文的算法。在這一類混沌加密算法中，但凡簡(jiǎn)化后是純位置置換的算法，都可以采用本文提出的SDM矩陣進(jìn)行分析。我們歸類，這一類算法，首先采用分而治

6、之的思想，逐步破解與明文進(jìn)行加減、異或、乘除的混沌偽隨機(jī)序列和位置矩陣。關(guān)鍵詞：選擇明文攻擊；已知明文攻擊；選擇性加密；維吉尼亞加密IAbstractMoreandmoreinformationarerelyingonthenetworkcommunicationintheageoftherapiddevelopmentanInternet.Securityofelectronicinformationhasincreasingprominent.Asweallknow,encryptedisaguaranteesecureanduniversalmeansofres

7、earchfocus.Chaostheoryhavestrongsensitivitytoinitialconditions,ergodicity,andothercharacteristics,Whichcanbeconsideredanalogoustosomeidealcryptographicpropertiessuchasdiffusionresistance,confusionandothercorrespondence.Alargenumberofimagesisneedingnetworkencryptionandtransmissi