[發(fā)明專利]基于超混沌Lorenz系統(tǒng)構(gòu)建Hash函數(shù)的數(shù)據(jù)加密方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310491150.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN103490876A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭軍;賈蓉;韓琦;金尚柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類號(hào): H04L9/00
• 分類號(hào): H04L9/00;H04L9/18
• 代理公司: 重慶為信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50216
• 代理人: 余錦曦

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及信息處理中的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，具體地講，是一種基于超混沌Lorenz系統(tǒng)構(gòu)建Hash函數(shù)的數(shù)據(jù)加密方法。

背景技術(shù)

在信息處理技術(shù)中，MD5是計(jì)算機(jī)廣泛使用的散列算法之一，即Message-Digest?Algorithm5（信息摘要算法5，又譯為摘要算法、哈希算法），廣泛運(yùn)用于數(shù)字簽名、文件完整性驗(yàn)證以及口令加密等領(lǐng)域。算法的作用是讓大容量信息在用數(shù)字簽名軟件簽署私人密鑰前被“壓縮”成一種保密的格式（就是把一個(gè)任意長(zhǎng)度的字節(jié)串變換成一定長(zhǎng)的大整數(shù)）。

但在2004年8月17日的美國(guó)加州圣巴巴拉的國(guó)際密碼學(xué)會(huì)議（Crypto2004）上，來自中國(guó)山東大學(xué)的王小云教授做了破譯MD5算法的報(bào)告，公布了MD系列算法的破解結(jié)果。宣告了世界通行密碼標(biāo)準(zhǔn)MD5不再安全。

因此，行業(yè)內(nèi)還急需研究一種新型的、安全的數(shù)據(jù)加密算法，即要保證數(shù)據(jù)的安全性能，又要降低算法復(fù)雜度，便于軟件和硬件的實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述需求，本發(fā)明的目的在于提供一種基于超混沌Lorenz系統(tǒng)構(gòu)建Hash函數(shù)的數(shù)據(jù)加密方法，由于超混沌Lorenz系統(tǒng)輸出的序列對(duì)系統(tǒng)初值和控制參數(shù)非常敏感，并且難以對(duì)輸出的序列進(jìn)行預(yù)測(cè)和重構(gòu)。通過參考中國(guó)專利201310048834.5和201210146858.X可以發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)，但目前主要用于數(shù)字圖像加密領(lǐng)域。本發(fā)明利用超混沌Lorenz系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，先對(duì)固定長(zhǎng)度密鑰和任意長(zhǎng)度消息明文進(jìn)行預(yù)處理，然后將其輸入一個(gè)精心設(shè)計(jì)的基于四維Lorenz系統(tǒng)超混沌特性的Hash函數(shù)中，通過函數(shù)內(nèi)部多次迭代運(yùn)算，最后得到一個(gè)長(zhǎng)度為128比特的Hash值。通過四維Lorenz系統(tǒng)構(gòu)建Hash函數(shù)來對(duì)消息明文進(jìn)行加密處理，使其具備理想的密碼學(xué)特性，提高算法的安全性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的具體技術(shù)方案如下：

一種基于超混沌Lorenz系統(tǒng)構(gòu)建Hash函數(shù)的數(shù)據(jù)加密方法，包括以下步驟：

步驟1：設(shè)置計(jì)數(shù)器i＝1，設(shè)置兩個(gè)長(zhǎng)度為128比特的密鑰K₁和K₁'，K₁≠K₁'，并將任意長(zhǎng)度的消息明文M以128比特為一個(gè)單位分解為L(zhǎng)組，即M=M₁||M₂||···||M_L，消息明文M分解時(shí)，位數(shù)不足填充0；

步驟2：將作為第一輸入值，將作為第二輸入值，通過一個(gè)G函數(shù)得出K_i+1，另外將作為第一輸入值，將作為第二輸入值，通過一個(gè)G函數(shù)得出K_i+1'；

步驟3：判斷i+1是否大于L，如果不大于，則設(shè)置i＝i+1，返回步驟2；如果大于，則進(jìn)入步驟4；

步驟4：將K_i+1作為第一輸入值，將K_i+1'作為第二輸入值，通過一個(gè)G函數(shù)得出H_out，H_out即是任意長(zhǎng)度消息明文M的單向Hash值；

其中：步驟2中的M_i表示消息明文M分解時(shí)的第i個(gè)分組；

步驟2和步驟4中的G函數(shù)為帶有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出的函數(shù)運(yùn)算模塊，該函數(shù)運(yùn)算模塊中嵌入有四維超混沌Lorenz系統(tǒng)。

作為進(jìn)一步描述，所述G函數(shù)的第一輸入H₁和第二輸入H₂均為128比特，具體運(yùn)算過程如下：

S1：按照8比特長(zhǎng)度將第一輸入H₁和第二輸入H₂分別分解為16個(gè)分組，即：

H₁＝H_1,1||H_1,2||···||H_1,16；

H₂＝H_2,1||H_2,2||···||H_2,16；

S2：按照：