[發明專利]基于混沌的恩尼格瑪加密方法

有效

• 申請號: 201110373139.7
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102412960A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 朱志良;卜超;于海;劉國奇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.基于混沌的恩尼格瑪加密方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：設置初始參數，所述初始參數包括：明文與其置換輸出值之間的映射關系、第一密鑰和第二密鑰；

步驟2：采用混沌映射方法，確定混沌狀態值，方法為：

將第一密鑰作為邏輯斯蒂克Logistic混沌映射的初值，對其進行n次迭代，得到混沌狀態值，公式如下：

a_n+1＝μ×a_n×(1-a_n)????0＜a_n＜1，n＝1，2，3…?????(1)

式中，a_n+1為混沌狀態值，a_n為前一次迭代的混沌狀態值，μ為分支參數，當3.5699456…≤μ≤4時，系統進入混沌狀態，μ越接近4，其隨機性越好；

步驟3：利用步驟2計算得到的狀態值a_n+1(0-1的小數)，把a_n+1轉化為8N比特(bit)的二進制，并將每8個比特(bit)轉化為一個十進制整數，共得到N個整數，公式如下：

Z_1i＝(k_i)₁₀????i＝1，2，…N???????(2)

式中，b_i為a_n+1轉化得到的第i位二進制，k_i為b_4i-7b_4i-6…b_4i組成的二進制數串，所述的每個二進制串共有8位，Z_1i為二進制串k_i對應的十進制整數，共確定Z₁₁、Z₁₂、Z₁₃、…Z_1N共N個整數；

步驟4：確定第二密鑰中各映射的置換輸出值y_i，方法如下：

利用步驟3得到的Z₁₁與第一位明文p₁，將二者帶入如下公式進行計算：

(Z₁₁+p₁)modM

將計算結果作為步驟1-3所確定第二密鑰中第一個位置上的映射y_j＝f_j(x)的輸入，其中1≤j≤N，確定置換輸出值為y_j＝f_j((Z₁₁+p₁)modM)；

利用步驟3得到的Z₁₁和Z₁₂，將二者帶入如下公式進行計算：

(y_j+Z₁₂-Z₁₁+M)modM

將計算結果作為第二密鑰中第二個位置上的映射y₁＝f₁(x)的輸入，其中1≤l≤N，且l≠j，確定置換輸出值為y₁＝f₁((y_j+Z₁₂-Z₁₁+M)modM)；

利用步驟3得到的Z₁₂和Z₁₃，將二者帶入如下公式進行計算：

(y₁+Z₁₃-Z₁₂+M)modM

將計算結果作為第二密鑰中第三個位置上的映射y_e＝f_e(x)的輸入，其中1≤e≤N，且e≠l≠j，確定置換輸出值為y_e＝f_e((y₁+Z₁₃-Z₁₂+M)modM)；

采用上面的方法，直至計算出第二密鑰最后一個位置上的映射y_g＝f_g(x)的置換輸出值y_g，其中1≤g≤N，且g≠...≠l≠j；

步驟5：確定第一位明文p₁加密后得到密文c₁，公式如下：

c₁＝(y_g-z_1N+M)mod?M?????(3)

式中，y_g為步驟4得到的最后一個置換輸出值，Z_1N為步驟3得到的N個整數中的最后一個整數；

步驟6：對明文的第2～第i位進行加密，其中i＞1，利用混沌映射方法對步驟2計算得到的a_n+1進行i-1次公式(1)的迭代，確定a_n+i；

步驟7：采用步驟3的方法，利用步驟6計算出的結果a_n+i，重新確定N個整數值；

步驟8：重新確定第二密鑰，公式如下：

oi=(pi-1⊕pi-2⊕···p1)modN!---(4)]]>

式中，p₁，p₂，…p_i-1為第i個明文之前的明文；o_i為步驟1中N！個排列順序中第個排列方式；

步驟9：采用步驟4的方法，利用步驟7確定的整數、步驟8確定的第二密鑰和明文p_i進行運算，得到明文p_i對應的密文c_i；

步驟10：反復執行步驟6～步驟9進行加密，最終得到密文c₁c₂c₃…c_i-1c_ic_i+1…c_n；

步驟11：反復執行步驟1～步驟10，進行多輪加密。