[發(fā)明專利]一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混沌消息認(rèn)證碼實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210063512.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN102594566A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鐵明;葛亮;蔡家楣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L9/32
• 分類號(hào): H04L9/32;H04L9/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強(qiáng)

1.一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混沌消息認(rèn)證碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：

所述混沌消息認(rèn)證碼實(shí)現(xiàn)方法包括以下步驟：

1)首先，面向無線傳感節(jié)點(diǎn)采用基于整數(shù)型計(jì)算的Logistic混沌映射函數(shù)，Logistic混沌映射函數(shù)的迭代式即為：

zn+1=zn<<2-zn2>>6-1---(I-10)]]>

其中，z_n＝ax_n+a，取a＝2^L-1，L為機(jī)器字節(jié)的長度；

2)采用具有動(dòng)態(tài)Feistel結(jié)構(gòu)特性且分組長度僅為8比特的分組加密算法，具體如下：

給出一種8比特分組Feistel結(jié)構(gòu)，明文的一個(gè)分組被分為高位和低位的各4比特，分別記為L_i和R_i，在輪密鑰k_i的作用下，R_i通過f函數(shù)后與L_i異或生成新的R_i，而L_i變?yōu)樾碌腞_i，由此完成一輪的Feistel結(jié)構(gòu)加密；

f函數(shù)為8比特的整數(shù)混沌計(jì)算式，低四位的R_i首先被擴(kuò)充到8比特，與同樣8比特的輪密鑰k_i異或后，輸入到上述的一個(gè)精度為8比特的整數(shù)型Logistic混沌映射中進(jìn)行8比特整數(shù)混沌計(jì)算；輸出的8比特再次分為高低各4比特位，相互異或后生成最終的輸出F；

3)基于該分組加密算法實(shí)現(xiàn)長度為32比特的消息認(rèn)證碼，具體過程如下：

3.1)首先引入常見的密文反饋鏈模式，構(gòu)造一個(gè)混沌Hash函數(shù)，用于計(jì)算消息的摘要，即消息認(rèn)證碼；將原始消息M記為M₁，M₂，...，M_n-1，M_n的長度為1字節(jié)，采用上述的具有Feistel結(jié)構(gòu)的8比特混沌分組加密函數(shù)；

3.2)在初始密鑰k₁的作用下，M₁被加密成與其等長的k₁和h₁作為S函數(shù)的輸入?yún)?shù)，計(jì)算最終的輸出；同時(shí)，h₁與新的迭代值x₂在f函數(shù)作用下生成下一分組所需的密鑰k₂；重復(fù)上述步驟，直到處理完所有消息分組，最終的消息認(rèn)證碼的字節(jié)長度記為b，采用一個(gè)字節(jié)數(shù)組CMAC[b]來表示。

2.如權(quán)利要求1所述的一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混沌消息認(rèn)證碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述步驟2)中，在明文分組進(jìn)入輪加密之前，首先對(duì)8比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行P置換，完成初步的擴(kuò)散。隨后的加密過程中的輪數(shù)可變，同一般的Feistel結(jié)構(gòu)分組加密一樣，最后一輪時(shí)，省去最后輸出的左右交互步驟。輪加密完成后，再一次對(duì)8比特?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行P置換。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混沌消息認(rèn)證碼實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：所述步驟3.2)中，H的長度為1字節(jié)，消息認(rèn)證碼CMAC的長度b個(gè)字節(jié)，將H的每一位擴(kuò)散到這b個(gè)字節(jié)單元的對(duì)應(yīng)比特位上；Hash函數(shù)的另一個(gè)輸入值K作為索引值Index，用于確定目標(biāo)單元在數(shù)組CMAC[b]中的下標(biāo)；

如下定義H_i：將輸入值H的第i位數(shù)據(jù)保留，其余比特位置零。

函數(shù)具體的計(jì)算過程為，對(duì)于i＝1～8，分別進(jìn)行如下操作：

3.2.1)K循環(huán)左移i-1位，截取K的前n位構(gòu)成整數(shù)Index。其中，n的值和CMAC長度b之間滿足：

2ⁿ＝b????????????????????????????????(III-1)

3.2.2)以Index值作為下標(biāo)，進(jìn)行如下操作：

CMAC[Index]=CMAC[Index]⊕Hi---(III-2)]]>

f函數(shù)為：

k_n＝x_n+h_n-1?mod?x_max＝L(k_n-1)+h_n-1?mod?x_max?????(III-3)

其中，L為(I-10)式的混沌映射，x_max為映射過程中的迭代值上限。