一种新型非线性视频图像交叉加密算法

为了改善视频图像加密的安全和实时性能,提出了一种基于非线性的视频图像交叉加密算法。针对混沌系统中存在有限精度效应的影响和线性反馈移位寄存器生成序列的线性复杂度非常有限并且容易破解的问题,结合混沌技术和线性反馈移位寄存器技术,构造了非线性交叉加密算法的理论数学模型,阐述了算法的设计原理,介绍了实现的相关代码。通过与其他传统算法的理论分析和硬件实现的性能比较,结果表明：产生的视频图像密码序列在较低迭代次数来得到周期极大的非线性序列密码,其总体性能比可达到0．68,因此为高性能视频图像的传输提供了一种新的安全实时加密方法。     

LFSR加密新算法的研究与FPGA实现

提出了一种改进的线性反馈移位寄存器结构的安全加密模型,利用移位寄存器的灵活性高和成本低的特点结合FPGA器件的高速度和可重构的性能,从而使系统达到低成本、可实时配置算法文件和重组安全策略的目的,并详细论述了该模型的改进后的线性反馈移位寄存器加密算法的加密原理,然后介绍了该算法的FPGA实现及可重构技术,最后,通过对改进算法的加密时序图的分析和总体性能的评估,证明了该算法在保证安全性能的基础上具有很好的成本优势和可重构性。     

基于混沌的反馈移位寄存器设计

针对线性反馈移位寄存器产生的序列周期小,不适用于大数据量信息加密的缺点和单纯的混沌序列在有限精度下易出现小周期的问题,将二者结合,提出一种基于混沌的反馈移位寄存器设计方法,并对这一方法下产生的序列进行了大量的数据试验。分析结果证明,该法产生的二值序列密码具有优良的密码学特性,很适合用于数据加密。     

基于m序列的可重构线性反馈移位寄存器研究

现今,m序列通常用线性反馈移位寄存器（LFSR）来产生,但产生的序列单一,且其串行的产生方式使得序列的产生速率随码序列周期的增大而成线性增大的趋势。文章分析了线性反馈寄存器的特征多项式,在电路中加入寄存器组,提出了一种改进型线性反馈移位寄存器结构。改进后的电路实现各级寄存器并行输出数据,克服了传统线性反馈移位寄存器产生m序列的速度受字长制约的限制,且电路可以重构特征多项式的系数因子产生多种序列。最后,以周期为15的m序列为例对电路进行了仿真和验证,实验结果表明序列产生速率提高了N／2倍（N为寄存器级数）。     

可重构线性反馈移位寄存器设计

线性反馈移位寄存器是序列密码的重要组成部分,介绍了一种可重构线性反馈移位寄存器的设计.根据需要,它可以被配置成为GF(2),GF(28),GF(216)或GF(232)域上一定长度范围内的任意一个线性反馈移位寄存器.该可重构线性反馈移位寄存器原型已在Altera公司的EP2S60F1020C5 FPGA上实现,最高可工作在100 MHz时钟下.试验结果表明:该可重构线性反馈移位寄存器占用硬件资源少,性能稳定.     

伪随机数生成及其在计算机密码安全中的应用

通信中数据加密安全性是否可靠很大程度上依赖于随机性序列密钥的产生。本文介绍了一般的数据加密模型,以及密码安全中伪随机序列的生成,强调了伪随机序列生成密钥性能的好坏直接影响到密码系统的安全。重点介绍了利用线性反馈移位寄存器产生m序列的方法。     

伪随机数生成及其在计算机密码安全中的应用

通信中数据加密安全性是否可靠很大程度上依赖于随机性序列密钥的产生.本文介绍了一般的数据加密模型,以及密码安全中伪随机序列的生成,强调了伪随机序列生成密钥性能的好坏直接影响到密码系统的安全.重点介绍了利用线性反馈移位寄存器产生m序列的方法.     

一类混沌序列线性复杂度的分析

针对传统密码学中由线性移位寄存器生成的序列在统计特性上的不足,提出一种基于混沌的序列密码生成方法,并在有限精度实现时引入Legendre扰动序列使得输出具有良好的统计特性。用B-M算法对其进行线性复杂度分析,并与等效的线性反馈移位寄存器的复杂度进行比较,结果显示该混沌序列具有良好的非线性特性,保密性好且软件实现简单。     

基于钟控非线性序列的RFID伪随机数发生器设计

以RFID加密系统的伪随机数发生器为研究对象,提出以线性反馈移位寄存器（LFSR）为基本部件的复合型钟控非线性伪随机数发生器的设计方法。通过Matlab和QuartusII对该设计的周期、线性复杂度、均匀性、功耗等特征参数进行分析,最后硬件电路采用FPGA产品中低成本、低功耗的Cyclone Ⅱ实现。此设计既保持了基本钟控非线性序列循环周期长、线性复杂度高的特性,同时提高了输出序列取值分布的均匀性,电路结构简单,并行输出16位数据,能够满足RFID加密系统的要求。     

一种流加密方案的设计与分析*

利用离散Hopfield神经网络对多个线性反馈移位寄存器（LFSR）的非线性选择输出,提出了一种强度较高的序列加密系统。安全性分析与仿真验证表明,该算法构造的伪随机序列具有大周期性、平衡性、相关免疫性等特点,满足密码学的要求。     

基于RFID系统的混沌动态扰动算法

针对目前无线射频识别(RFID)系统通信时存在的信息安全问题以及实现问题,分析了线性反馈移位寄存器与分段Logistic映射的混沌动力学特性,提出了一种结合混沌动态扰动的RFID加密算法。混沌序列发生器产生的密钥流将阅读器与电子标签的信息进行加密后再传输,然后通过密文反馈和动态加扰生成下一轮密钥。理论分析和仿真结果表明该算法具有安全性高、加密速度快、易于实现等优点。     

基于LFSR的钟控密钥流生成器

本文提出了一种基于LFSR的钟控密钥流生成器。该生成器通过一个钟控线性移位寄存器从15个级数是两两互素的线性移位寄存器中控制选取10个,将所选出的各线性移位寄存器生成的m序列相加,然后输出,从而达到了伪随机序列周期扩大的目的。本文还对密钥流生成器的线性复杂度、均匀性、相关性以及游程特性进行了分析。分析表明,该生成器生成序列的周期能达到2128,而且有较大的线性复杂度和良好的相关性和均匀性。认为该序列可以作为密钥流序列进行加密。通过钟控的方式随机选取用于相加的m序列,增加了密钥流序列的条数。此外,本文还给出了该生成器的具体实现算法,有一定的实用价值。     

基于SIMD技术的σ LFSR*

σ线性反馈移位寄存器(σLFSR)是一类适合软件快速实现的新型反馈移位寄存器。结合第二代单指令多数据流扩展指令集SSE2,设计了一类基于SIMD技术的σLFSR。这类σLFSR充分利用SSE2提供的128 bit整数数据结构及其操作,获得了非常高的软件实现效率,同时其输出序列达到了最大周期并具有良好的随机性。所得结论表明这类基于SIMD技术的σLFSR可以作为适合软件实现的高速序列密码驱动部分。     

基于混沌的序列密码算法

利用序列密码中的前馈模型设计了一个混沌序列密码算法,以线性反馈移位寄存器序列为初始序列,将Logistic映射和Chebyshev映射作为滤波函数,结合了压缩变换、SMS4算法的S盒变换、有记忆变换和移位变换。分析和实验结果证明算法具有足够的安全强度和较高的加密速度。     

反馈移位寄存器在通用可重构处理器上的配置生成与优化设计

在序列密码算法中,反馈移位寄存器的操作使用频率高且移位位宽和反馈网络灵活多变,针对目前还没有一个通用可配置,支持不同规模的移位寄存器实现方法。本文利用通用可重构处理器基本运算单元数据流和控制流可配置的特点,充分挖掘移位寄存器中并行流水潜力,在通用可重构处理器上,设计反馈移位寄存器的四种不同实现方案,并对算子在通用处理器以及可重构处理器模型上进行性能对比分析。实验表明,运用可重构的方法实现A5密码算法中的反馈移位寄存器效率较Intel ATOM230处理器提高12.6倍,最后在考虑可重构处理器资源制约的条件下,对反馈移位寄存器的实现方法进行优化讨论。     

基于遗传算法搜索低旁瓣最大长度序列

最大长度序列通过线性反馈移位寄存器产生,广泛应用于脉冲压缩雷达中。针对不同反馈连接产生序列的非周期自相关函数旁瓣特性不同,而目前尚无有效办法寻找具有低旁瓣特性的最大长度序列,利用遗传算法搜索线性反馈移位寄存器的最佳反馈连接,该反馈连接产生最大长度序列非周期自相关函数特性非常好。通过MATLAB仿真了遗传算法搜索过程、最大长度序列非周期自相关函数,给出了4～15级线性反馈移位寄存器反馈连接表,并对最大长度序列非周期自相关函数进行加窗处理,获得了更好的旁瓣抑制效果。     

基于AES的可重构加密系统的FPGA设计

针对传统软件加密方法在速度和资源消耗上的不足,提出了基于AES高级加密标准的硬件设计方案。采用了目前流行的EDA技术,在FPGA芯片上实现一种可重构的加密系统,利用硬件描述语言实现加密算法中的移位、S盒置换函数、线性反馈移位寄存器等功能,设计输入、模型综合、布局布线、功能仿真都在Altera公司的Quartus II开发平台中完成,产生的下载文件通过Cyclone系列的FPGA芯片进行测试。实验结果表明,该系统具有独特的物理安全性和高速性。     

容错计算系统中数据的可信性

本文提出了容错计算系统中数据可信性的概念。同时提出一种容错计算系统的初步方案,详尽地研究了用各种线性反馈移位寄存器进行数据压缩而产生误认的充分必要条件。并给出一种电路设计,以防止由双错所引起的误认。     

对一种新的序列密码结构的密码分析

对新提议的一种基于线性反馈移位寄存器、非线性反馈移位寄存器和过滤布尔函数的序列密码结构的安全性进行了研究,对这种结构给出了一种区分攻击.举例子说明了此攻击的有效性.这种新的攻击表明,此种新的序列密码结构存在潜在的安全弱点.     

基于混沌神经网络的彩色图像加密算法研究

为了更加系统了解基于混沌神经网络的图像加密技术,进行了简单研究。神经网络实现了混沌和扩散函数,利用混沌映射作为神经层的传递函数,设计在同一加密周期内对大量相邻图像像素进行混淆和扩散的CNN网络。其中,混沌神经元层实现数据扩散,线性神经元层实现数据混淆,两层重复多次增强密码,且解密过程与加密过程对称。与现有图像加密方法相比,该加密方法旨在减少相邻图像像素之间的冗余,获得更高的感知安全性。理论分析和实验结果表明,分组密码具有良好的计算安全性,更适合于图像加密。