Nowadays, new challenges for security and privacy protection have came with the development of Internet Times. As a new type of cryptography, chaotic cryptography has made some achievements in the field of information security after nearly 30 years of research and exploration by scholars. However, compared with classical cryptography, chaotic cryptography is still in its infancy and has long way to reach the maturity of practice. The related theoretical research is not yet mature, and there are few widely accepted trade or international standards. Through detailed cryptanalysis, this project plans to reveal the security vulnerabilities of the self-synchronous stream cipher based on no-degenerate high-dimensional discrete-time hyperchaotic system and condense the general methods for chaotic cryptanalysis. On this basis, the existing design ideal for digital chaotic encryption algorithm will be improved. By taking security and encryption efficiency into account, self-synchronous chaotic stream cipher schemes are designed to match different types of video data. In addition, this project plans to construct the chaotic secure video communication system from the viewpoint of engineering applications. At the same time, the performance of the proposed cryptographic schemes can be verified. The expected results of this project will further promote the standardization and practicalization of chaotic cryptography.
当今互联网时代为数据安全和隐私保护带来了新挑战。混沌密码学作为一种新型密码技术,经过学者们近30年的研究和探索,已经在信息安全领域取得了一定的成果。但与传统密码学相比,混沌密码学目前还处于发展初期,离成熟的实际应用还有很长一段距离,相关的理论研究尚不成熟,也鲜有普遍接受的行业标准或国际标准。本项目拟通过对基于无简并高维离散超混沌系统的自同步流密码系统进行详细的密码分析,揭示其安全漏洞,凝练出混沌密码分析的通用方法。在此基础上,完善已有的数字混沌加密算法设计思想,并针对不同类型的视频数据,兼顾安全性和加密效率,设计与之相匹配的自同步混沌流密码方案。此外,本项目还将从工程应用角度出发,构建混沌视频保密通信系统,验证提出密码方案的性能。本项目的研究成果将进一步推动混沌密码学的标准化与实用化。
自1989年首个混沌加密方案被提出以后,针对混沌密码的密码设计、分析等研究工作取得了一定的研究进展,但成熟完备的理论还相对欠缺,这严重限制了混沌密码在实际中的应用。本项目针对混沌密码中的一个重要分支——自同步混沌流密码展开研究。首先,对一种基于六维自同步混沌流密码的多轮加密算法进行安全性分析,并总结出所存在的安全性漏洞和给出改进建议。随后,根据密码分析的结果指导密码系统的设计,从无简并高维离散超混沌系统的构造,混沌序列生成伪随机序列的方式等方面,针对不同类型的多媒体数据,设计出合适的混沌流密码方案。如结合压缩感知,设计基于二维压缩感知和同步混沌流密系统用于对医学图像加密;设计基于非线性标称矩阵的三维自同步混沌流密码系统,在HM16.19上嵌入加解密算法,实现对HEVC/H.265视频中的感兴趣区域加解密。本项目的研究成果有效地克服了现有自同步混沌流密码的缺陷和不足,促进了混沌流密码和图像/视频加密的进一步发展。这为混沌密码学的标准化和实用化提供了一定的理论基础和技术保证。
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数据更新时间:2023-05-31
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