混沌单向Hash函数的安全性分析与设计研究

单向Hash函数是密码学的一个重要组成内容。常规单向Hash函数大多通过各种逻辑运算或分组加密多次迭代实现，现有的算法如MD5、SHA-1等已被发现存在快速碰撞等不足，研究新的单向Hash函数已成为当前信息安全领域的一个研究热点。混沌单向Hash函数目前已有一些研究，但主要集中在算法的构造方面，在安全性分析与设计准则方面的研究较少。据此，本项目深入研究混沌单向Hash函数的安全性分析与设计的有关理论、方法及关键技术。主要研究内容包括：混沌单向Hash函数的安全性分析方法、混沌单向Hash函数的设计准则、安全高效的混沌单向Hash函数的构造。通过研究，解决混沌单向Hash函数安全性分析与设计的科学和技术问题，完善混沌单向Hash函数的有关理论。研究成果可用于混沌单向Hash函数的安全性评测、信息的完整性检测、数字签名等领域，为混沌单向Hash函数的发展与应用提供技术基础。

本项目结合混沌理论与分组密码的特点，对混沌单向Hash函数进行了分析与设计，具体包括：（1）结合混沌理论与非线性变换的特点，提出通过选择明文的伪造攻击分析方法。（2）提出采用等长明文伪造攻击方法和不等长明文伪造攻击方法对并行混沌单向hash函数进行碰撞分析。（3）基于切换机制的构造了一种混沌单向hash函数算法。（4）提出了一种基于Rossler超混沌系统的并行单向hash函数构造。（5）结合分组密码的组合逻辑算法和混沌映射的特点，项目组提出了一种采用混沌映射的构造单向Hash函数的算法。（6）提出一种采用耦合方式和m序列进行双扰动的时空混沌系统构造单向hash函数的新方案。（7）设计了一种基于MQ问题难解性和混沌理论的单向HASH函数。（8）总结了混沌hash函数的设计准则。研究成果可用于混沌单向Hash函数的安全性评测、信息的完整性检测、数字签名等领域，为不同信息载体如图像、视频、工程图等提供保护方法、为混沌单向Hash函数的安全性分析与设计提供新的途径与新的思路，为混沌单向Hash函数的发展与应用提供技术基础。