[發明專利]一種可用于WSN的混沌分組密碼加密的方法

在審

• 申請號: 201410550068.7
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104378195A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 傅濤;傅德勝;經正俊;孫文靜
• 申請（專利權）人: 江蘇博智軟件科技有限公司
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及分組密碼加密技術領域，具體涉及一種可用于WSN的混沌分組密碼加密的方法。?

背景技術：

微機電系統(Micro-Electro-Mechanism?System，MEMS)、片上系統(System?on?Chip，SoC)、無線通信和低功耗嵌入式技術的飛速發展，孕育出無線傳感器網絡(Wireless?Sensor?Networks，WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自組織的特點帶來了信息感知的一場變革。無線傳感器網絡是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點，通過無線通信方式形成的一個多跳自組織網絡。?

在日益發達的信息時代，信息的采集與處理成為衡量信息技術發展的重要指標。在某些特殊環境下無線傳感網絡(WSN)的利用是的信息采集變得十分便利，正是WSN的強大的信息采集功能使得其在軍事、工業、醫療、科研等各個領域的應用越來越廣泛，世界各國也對其越來越重視，對其投入大量的資源進行相關研究，為此，在該領域從物理層到應用層的研究一度成為熱點。?

在WSN廣泛應用的背景下，WSN的安全性變得尤為重要，為此，WSN的網絡協議、信息加解密技術等方面研究也收到廣泛關注。?

現有的WSN的工作環境、運算能力、存儲能力、能源供應等問題的限制使得應用與WSN的加密算法比較短缺，適用于WSN的新算法的設計迫在眉睫。?

發明內容：

本發明的目的是提供一種可用于WSN的混沌分組密碼加密的方法，它發現混沌系統具有天然的密碼特性，可以很自然的引入到密碼體系中，混沌系統和密碼系統結合相互借鑒對方的倫理和方法，兩者相互促進，混沌理論用于分組密碼中是完全可以的，提高了無線傳感網絡在各方面操作的安全性，一個號的密鑰管理機制的建立會很好的增強WSN系統的安全性，節點性能的改善，增強了WSN的安全性。?

為了解決背景技術所存在的問題，本發明是采用以下技術方案：它主要包含以下方法：1、總結混沌系統的相關性，分析其應用于分組密碼的可行性；混沌信號分析后可以發現，混沌信號表面上具有隨機性，但這些信號均由某個方程產生，而該方程具有確定性，所以說混沌信號在本質上是具有確定性的，混沌信號的頻譜是連續的。?

2、總結分組密碼的分析方法，著重介紹了差分分析法，為后文提供理論支持；先強力攻擊，再差分攻擊、線性密碼分析、插值攻擊、秘鑰相關攻擊。?

3、介紹一種應用于WSN的混沌分組密碼CS算法，分析了利用差分分析法對其進行分析的理論依據，接著利用差分分析法對該算法進行數輪分析，成功地獲得加密的密鑰；?

4、對CS算法分析時發現了該算法的設計違背了分組密碼的設計原則，討論分析了分組密碼設計的相關原則，根據設計原則討論CS算法的不足之處加以改進并分析改進，先去除組合運算，再增加混沌系統的迭代輪數。?

分組和密鑰的長度僅從安全性的角度來看的話，長度越大安全性越高，但是在實際的應用中，長度越大算法的復雜度也會加大，從而?不容易實現，擴散性是提出后，在分組密碼的設計中，它是兩條基本的指導準則中其中一條，擴散性的主要目的是將文明的某些統計特性有效的隱藏起來，第二條的混亂性盡可能將明密文之間的依賴關系復雜化，使得密碼分析者在攻擊時無法利用，非線性度用來衡量密碼算法抵抗線性密碼分析的強度；密碼算法在實現時會受到諸多因素的限制，所以在設計密碼算法時，要全面考慮，以上的幾條原則是設計算法時的一個指向燈，有的原則甚至是不容違背的，所以在設計算法時必須嚴格的遵守原則。?

本發明具有以下有益效果：發現混沌系統具有天然的密碼特性，可以很自然的引入到密碼體系中，混沌系統和密碼系統結合相互借鑒對方的倫理和方法，兩者相互促進，混沌理論用于分組密碼中是完全可以的，提高了無線傳感網絡在各方面操作的安全性，一個號的密鑰管理機制的建立會很好的增強WSN系統的安全性，節點性能的改善，增強了WSN的安全性。?

具體實施方式：

本具體實施方式采用以下技術方案：它主要包含以下方法：1、總結混沌系統的相關性，分析其應用于分組密碼的可行性；混沌信號分析后可以發現，混沌信號表面上具有隨機性，但這些信號均由某個方程產生，而該方程具有確定性，所以說混沌信號在本質上是具有確定性的，混沌信號的頻譜是連續的。?

2、總結分組密碼的分析方法，著重介紹了差分分析法，為后文提供理論支持；先強力攻擊，再差分攻擊、線性密碼分析、插值攻擊、秘鑰相關攻擊。?