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.     

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。     

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。     

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。     

基于DNA编码图像加密系统的FPGA实现

图像相比传统文本蕴含更复杂和丰富的信息,图像的广泛应用使得其对安全和隐私的需求也越来越高,如何实现图像数据的安全传输和存储一直是研究的热点。本文基于DNA编码,提出了一种将DNA计算和线性反馈移位寄存器相结合的图像加密方案,使用线性反馈移位寄存器产生的随机序列作为DNA计算过程中的选择密钥,实现对DNA计算的选择,利用DNA计算的多样性实现数据的加解密处理。设计在国产紫光同创PGL22G FPGA上进行了实现,加密性能测试及统计分析结果显示,此图像加密系统硬件实现简单、资源占用低,且具有良好的随机性和安全性,加密效果良好。     

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.     

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）。     

可重构加密引擎设计及FPGA实现

针对网络安全加密系统中安全能力弱、开发成本高和实时能力差等问题,提出了一种基于FPGA的可重构加密引擎的设计方案,在详细论述了该加密引擎的总体设计结构的基础上,分析了FPGA实现中关键技术的解决方法。通过实验仿真表明：该引擎可以有效地提高FPGA器件的可重构性能,可重构资源比可以达到0.78,因此,该引擎在今后的嵌入式安全产品开发方面具有很好的速度和可重构应用前景。     

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。     

基于嵌入式Linux的RFID安全性研究

针对M1卡NXP加密算法被破解所导致的信息安全问题,提出通信双方无须传送明文、只须传送密文的安全机制和策略。选用安全快速的高级加密标准算法,通过固定密钥和随机密钥相结合的方式提高加密数据的安全性,并在嵌入式Linux系统上进行实现,结果证明M1卡系统运行稳定、安全、高效。     

A new compression scheme for secure transmission

Encryption techniques ensure security of data during transmission. However, in most cases, this increases the length of the data, thus it increases the cost. When it is desired to transmit data over an insecure and bandwidth-constrained channel, it is customary to compress the data first and then encrypt it. In this paper, a novel algorithm, the new compression with encryption and compression （CEC）, is proposed to secure and compress the data. This algorithm compresses the data to reduce its length. The compressed data is encrypted and then further compressed using a new encryption algorithm without compromising the compression efficiency and the information security. This CEC algorithm provides a higher compression ratio and enhanced data security. The CEC provides more confidentiality and authentication between two communication systems.     

基于RSA的概率公钥密码的研究

针对目前概率密码普遍存在加解密效率低、数据膨胀率高等问题,文章以两种基于RSA的概率加密算法为例,在不降低它们安全性的基础上分别对它们进行了改进。改进后的第一种算法针对一种基于RSA的随机数加密算法进行讨论,将大量的模幂运算替换为模乘运算,提高了加解密效率。改进后的第二种算法针对一种基于RSA的多密钥双模数算法进行讨论,将大量模幂运算改为异或运算,同时保留了概率加密安全性高的特点。     

基于NTRU的RFID三方认证协议研究

针对目前提出的RFID协议存在认证安全问题以及较高时空复杂度,提出了一种采用高效NTRU加密的RFID三方认证通讯协议。建立对标签、阅读器和后台三方认证的通讯模型。结合实际存在的安全威胁,分析了所提出协议的安全性及性能。相比其他相关协议,在相互认证方面具有更高安全性和良好的性能表现。     

基于混沌映射和DNA编码的图像加密算法

针对Logistic映射应用于图像加密时迭代点比较集中、遍历性较差的问题,提出一种改进的基于斜帐篷映射与脱氧核糖核酸(DNA)理论的图像加密算法。利用斜帐篷映射产生2组混沌序列来置乱图像中像素的位置,对初步置乱后的图像进行DNA编码,使其成为一个DNA序列,再由斜帐篷映射产生一组混沌序列以置乱DNA序列,通过DNA反变换得到最终的加密图像。从安全性和置乱程度2个方面进行仿真分析,结果表明,与Arnold变换、Hilbert曲线等传统置乱方法,以及Logistic映射与DNA理论相结合的算法相比,该算法具有更好的加密特性。     

大数据加密算法在数据安全保护中的应用研究

针对大数据加密算法安全性不高,计算效率低等问题,本研究采用双混沌系统结合改进AES加密算法设计出一个混合加密算法,改进AES算是利用仿射变换对(A7、6F)生成新的S盒,采用的双四维超混沌系统是从两个三维混沌系统进行改造而成,然后利用改造后的超混沌系统生成混沌序列,设计出一个分组加密方案,在Hadoop大数据平台上,将双超混沌加密方案和改进的AES算法进行合并;试验表明,本研究的大数据加密算法安全性能高、密钥长度达688 bit,加密解密效率提高2倍以上.