17-王薇-基于被扰动的混沌系统和AES相结合的加密算法.doc

基于被扰动的Lorenz系统和AES相结合的加密算法 李莉，方杰 (廊坊师范学院数学与信息科学学院，065000) 摘要：介绍了混沌加密算法和AES加密算法的优缺点，在此基础上提出了一种基于被扰动的Lorenz混沌系统和AES相结合的加密算法，该算法利用Lorenz混沌系统生成AES所需要的密钥，极大地扩展了AES加密算法的密钥空间，同时用matlab进行了仿真实验，实验结果表明该算法具有可行性。 关键词 中图分类号： 文献标识码： A hybrid encryption algorithm based on disturbed Lorenz system and AES LI Li,FANG Jie （College of Mathematics and Information Science Langfang Teachers University， Langfang Hebei 065000, China） ABSTRACT: This article introduced the characteristics of chaotic encryption algorithm and AES,propose a kind of hybrid encryption algorithm based on disturbed Lorenz chaos system and AES.The algorithm generate AES cryptographic key by Lorenz chaos system,greatly expanding the AES encryption algorithm cryptographic key space. Simultaneously using Matlab procedure to realize this algorithm,the experimental results show that the algorithm is feasible. KEYWORDS： Disturbance; Chaos systems; Algorithm;Cryptographic key 1引言 密码学研究的是如何保密的传输信息的问题。计算机的使用极大地增加了密码算法的难度，数学难题的应用很大程度上改变了密码学的面貌。随着当前网络的飞速发展，网络信息的传输产生出各种各样的问题，迫切需要设计更有效的加密算法来保证信息的安全。 混沌密码学就是适应这种需求而产生的一类新颖的更安全有效的加密手段。混沌密码学是一种新的密码加密算法，具有简单、高效、安全等很多优点，近年来已经成为很热门的科学。AES算法是很经典，应用范围很广的一种加密算法。但是两者都有各自的优缺点。本文提出的基于被扰动的Lorenz系统和AES相结合的加密算法就是在这种情况下产生的。 2 AES加密算法和混沌加密算法 2.1AES加密算法 传统加密系统是指基于传统密码学，以离散值—离散时间方式运行的加密系统。它的特点是[1-3]： （1）建立了分析系统安全性和加密系统性能的理论。 （2）密钥空间的设计方法和实现技术比较成熟，系统安全性好。 （3）采用伪随机数作密钥。 （4）采用离散值—离散时间运行方式，而系统性能会有某些优点。 （5）明文和密文的一对分组唯一对应。这是它可能被击破的关键原因。 AES加密算法即密码学中的高级加密标准（Advanced Encryption Standard，AES），又称Rijndael加密法，是美国联邦政府采用的一种区块加密标准。这个标准用来替代原先的AES，已经被多方分析且广为全世界所使用。经过五年的甄选流程，高级加密标准由美国国家标准与技术研究院 （NIST）于2001年11月26日发布于FIPS PUB 197，并在2002年5月26日成为有效的标准。2006年，高级加密标准已然成为对称密钥加密中最流行的算法之一。 AES的基本要求是，采用对称分组密码体制，密钥长度的最少支持为128、192、256，分组长度128位，算法应易于各种硬件和软件实现。AES加密数据块大小最大是256bit，但是密钥大小在理论上没有上限。AES加密有很多轮的重复和变换。大致步骤如下：1、密钥扩展（KeyExpansion），2、初始轮（Initial Round），3、重复轮（Rounds） AES加密算法 - 加密模式：（1）ECB模式 。优点: 1.简单； 2.有利于并行计算；3.误差不会被传送；缺点: 1.不能隐藏明文的模式； 　　2.可能对明文进行主动攻击；（2）CBC模式。 　　优点：1.不容易主动攻击,安全性好于ECB,适合传输长度长的报文,是SSL、IPSec的标准。