电子商务中的混沌加密算法—混沌对称分组加密算法

前面我们已将介绍了两种电子商务中的混沌加密算法，下面我们就来说一下第三种：混沌对称分组加密算法。

混沌对称分组加密算法

1、基于混沌置换网络的分组密码

用Logistic映射产生置换网络，置换网络是输入集A到输出C上的双射变换：fk；Ak→C，式中k为控制输入的变量，密码学中则为密钥。这里A是输入的n个明文量，C是n个输出的密文量，K为密钥矢量。双射变换要求在给定的k下可以从密文中唯一地恢复出明文，本文利用混沌序列来实现置换网络的坐标变换，即将明文向量A= (a0，a1，…，an-1)的各个分量进行置换，得到密文向量C= (C0，C1，…，Cn-1)，其置换坐标由混沌序列在给定初始值下迭代产生的序列{xo，x1，…，xn-1l}来得到，这里xo即为密钥.其中：标志数组Flag[k]为遍历标志，当Flag[k]=FALSE时，表示(k/n，(k+1)/n）区间未遍历到。i为已遍历区间的个数j为Logistlc映射已经迭代的次数，为了使由于初值取得不好时置换过程能够结束，这里当迭代次数j>30n时，重新选取初值．实际应用中要考虑有限精度对混沌序列的影响，使序列不脱离混沌态，一般混沌序列的精度应大于32位。

然而，已有文件基于混沌置换的分组加密的安全性，并给出了相应的攻击算法。混沌序列的截尾序列的相邻值之间具有很强的相互制约性，且前若干值主要由初值的高位比特决定，一个安全的分组加密算法不仅要有足够的分组规模，而且还必须满足混乱和扩散标准，所设计的算法必须能经得住选择明文等攻击方法的考验，在将混沌变换应用于密码领域时，必须设法克服混沌变换的自身弱点。

2、 8位分组的反馈型混沌分组密码

在该分组加密算法中，混沌映射的系统参数和初始条件依赖于外部输入的可变长度密钥，通过应用反馈技术增强抵抗各种攻击的能力，每一分组明文的加密都依赖于前一分组明文的加密，加密算法描述如下：

①首先将明文／密文分成8位一组，例如，明文／密文的每一个符号就是一个单独的分组，n个分组的明文和密文可以表示为：

用128位密钥直接进行加密／解密不太方便，因此它被分割成8位一组的分段密钥。

②加／解密过程使用Logistic映射，xn+1=μxn（1-xn），x∈(0，1]，μ∈[3.57，4．0]。

应用下列等式产生一个实数Xs，Xs∈(0，1)和一个伪随机数Ns。

其中，Kn，(Kn)2，(．)10和+分别代表第n个分段密钥的ASCII码值、第n个分段密钥ASCII码值的对应二进制值、二进制对应的十进制值和异或操作。

③随机选择一个分段密钥(Kr，1≤r≤16)并修改作为初始条件的种子密钥(Xs)和迭代次数Ns：

X和N分别作为Logistic映射的初始条件和迭代次数。

④通过应用下述修正线性匹配随机数发生器(mLCG)得到系统参数值。

其中a是乘法因子，m和c是常数，μi是第i个分组明／密文块加／解密时的系统参数值，当i=1时，Yi=0，当i=2，…，n时，yi由下列标准LCG发生器计算得到：

选a=16，c=7，m=81。

⑤Logistic映射的迭代值Xn+1，通过下述等式被用于加／解密明／密文。

对下一个分组明／密文块，用Xn+1，和Ci-1，作为下一次迭代的Xs和Ns，通过这种方式，引入反馈机制使加密系统更加强健。

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