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一、 选题背景、研究意义及文献综述
1、 选题背景
在目前的信息时代，信息安全是一个重要的问题，伴随信息的传播有显著的增长速度.用直接而且明显的方法，以保护信息免受未经授权的窃听，即使用加密算法来掩盖该信息，这促进各种数论为基础的加密技术发展，如DES,AES,IDEA,RSA,等.然而，这些传统的理论基础的加密算法被Wang小组攻击成功后，传统Hash函数的安全性受到严重威胁，为提供更好的办法解决信息安全的问题，在过去的15年里一些新的加密技术提出了.其中包括基于Logistic映射混沌加密算法,它提供了一个综合考虑了速度快，安全性搞，复杂性，计算开销和计算能力合理等的良好方法，
Logistic映射混沌加密算法之所以受到密码学家的注目，是由于其基本功能，如遍历性，混合特性，对初始条件的敏感性/系统参数等，这些都可以被视为类似的理想的密码学性质，如混乱，扩散，平衡，电子崩特性等.
在大多数发达国家的文件/文字的数字加密技术，一维混沌映射已被用于作为数字文件，可被视为一维数据流，它可以用一个合适的一维混沌系统逐块（在分组密码）或逐位（在流密码）加密.一个加密数字图像的简单方法是把二维数据流（为灰度图像）当作一维数据流来应用已有的文字/文件加密技术.
2、 研究意义
混沌系统迭代产生的时间序列对初始条件敏感，结构复杂难以分析和预测，可以提供具有良好的随机性、相关性、复杂性的伪随机序列，混沌时间序列理论上具有类随机性，破坏了相关分析的适用性，保密性得以加强。同时混沌系统产生的时间序列密码具有丰富的源泉，应用混沌密码进行加密已成为现代密码学新方向。
混沌加密算法的优点
1)安全性高
混沌系统对初始值和参数非常敏感，可以提供很大的密钥集合，完全满足加密的需要，通过对混沌系统生成的二进制序列进行检验，0和1的分布均匀，游程符合随机数要求，可以认为是随机序列，而且混沌加密属于流密码，对分组加密的攻击方法是无效的，同时对选择明文密文攻击方法，由于混沌的单向性和混沌信号的迭代处理，异或操作后密钥流的推断几乎不可能。
2)代价小
算法的代价包括时间代价和空间代价，时间代价又分为准备时间和加密时间。通常，加密前的准备时间主要是用来完成生成子密钥，加密时间主要是在子密钥的控制下对明文数据进行变换，混沌加密属于流密码的范畴，它的准备时间非常短；加密时由于只对数据的各个位进行异或操作，其时间主要花费在密钥流的生成操作上，相对于目前流行的分组加密算法，其时间花费也是很少的。空间代价分为算法实现的静止空间和运行态空间L。静止空问指算法变成程序后本身所占用的空间，一般表现为执行代码的长度。运行态空间指在加密过程中算法所需要的临时空间。混沌加密算法没有s— box空间，临时变量也比较少，而且，它通过循环产生密钥流，循环过程中需要寄存的变量有限，因此，其运行时占用的空间很少，在空间代价上是比较优秀的。
3)易于实现
混沌加密算法其加密和解密过程是可以重用的，这样其所占用的空间大大缩小它的软件和硬件实现特性都比较好，可用C、C++、Java、Matlab等语言实现算法。
3、 文献综述
混沌是人们在对某些非线性动态系统的研究中发现的，这个动态系统表现出不可预测性，不可分解性，但又有一定的规律性，它对初始参数有高度的敏感性，初始状态只有微小差别的两个混沌系统在较短的时间后就会产生两组完全不同的、互不相关的混沌序列值。
混沌序列密码系统(见图1)的加密端和解密端是两个独立的、完全相同的混沌系统，两系统间不存在耦合关系。明文信息在加密端加密后直接发往解密端，解密端可以在全部接收后再解密，也可以利用其它技术如线程同步等建立同步关系后进行实时解密。此方法的安全性依赖于混沌信号的超长周期、类随机性和混沌系统对初始状态、系统参数的敏感性。混沌序列密码加密方法灵活多变，可以充分利用混沌信号的特性构造复杂的加密函数。
逻辑斯蒂(Logistic)模型
该抛物线映射蕴含着现代混沌理论的基本思想，包括倍周期到混沌、分岔图等非线性理论的基本框架和模式。其中，0< ≤4称为分支参数，Xn+1∈(0，1)。当1≤ < 1：3．0时，系统的稳态解为不动点，即周期1解；当 = 1=3．0时，系统的稳态解由周期1变为周期2，这是二分叉过程；当 = 2=3.449489时，系统的稳态解由周期2分叉为周期4；当 = 3=3.544090时，系统的稳态解由周期4分叉为周期8；当 达到极限值 ∞：3．5699456时，系统的稳态解是周期2 解，即3．5699456< ≤4时，logistic映射呈现混沌状态。当 =4时，具有下列典型的混沌特征：
1)随机性。当b=4时，Logistic映射在有限迭代内不稳定运动，随后其长时间的动态行为将显示随机性质。
2)规律性。尽管{Xn}体现出随机性质，但它是由确定性方程(1)导出的，初值x0确定后Xn便已确定，即其随机性是内在的，这就是混沌运动的规律性。
3)遍历性。混沌运动的遍历性是指混沌变量能在一定范围内按其自身规律不重复地遍历所有状态。
4)对初值的敏感性。初值x0的微小变化将导致序列{Xn}远期行为的巨大差异。
5)具有分形的性质。混沌的奇异吸引子在微小尺度上具有与整体自相似的几何结构。
二、 研究的基本内容，拟解决的主要问题
提出一种基于改进型耦合帐篷映射的单向Hash函数，并对其特性进行了分析．提出的算法采用双向耦合映像格子模型，用整数帐篷映射取代了传统的逻辑函数，具有较为理想的混淆与扩散特性．应用该算法，可将任意长度的明文序列单向散列为160比特Hash值．
