专利名称：一种融合神经网络与混沌映射的流密码密钥控制方法
技术领域：
本发明涉及属于流密码技术领域，尤其是一种流密码密钥控制方法。
背景技术：
混沌密码是密码学在不断地借鉴其它学科研究成果的过程中，逐渐发展起来的一类新颖的信息加密手段。自从混沌理论在20世纪60年代从数学、物理、生物等多个领域发展起来，并被确立为一门新的学科以来，由于其与密码系统有着如参数敏感性等诸多相似之处，人们开始关注这两者的结合与交叉。信息论鼻祖aiarmon提出了密码学中用于指导密码设计的两大基本原则扩散(Diffusion)和混乱(Confusion)。其中的扩散是指将明文的冗余度分散到密文中去，从而隐藏明文的统计结构，即要使明文的每一位尽可能多地影响密文中的位；混乱则是指掩盖密文和密钥之间的关系，使得密钥和密文之间产生复杂的统计关系，导致密码攻击者无法从密文推出密钥。而这两大密码学中最为重要的原则，正来源于混沌现象中特有的轨道混合特性及初值的敏感性等特性。混沌的初值敏感性直接对应密码系统的扩散特性，而混沌系统输出的类随机性则对应于密码系统的混乱特性。混沌和密码学两者在结构上的相似性，使人们尝试将混沌理论应用到密码学领域当中。但研究表明，混沌盒密码学之间还是存在着不少的区别。首先，密码系统工作在有限的离散集上，而混沌系统却工作在无限的连续实数集上；此外，传统的密码学已经建立起了一整套的安全性和性能分析的理论，拥有较为成熟的密钥空间的设计方法和实现技术， 从而能较好地保证系统的安全性。下表给出了混沌密码系统与传统密码系统的相似点与不同点。表1混沌理论与密码学的异同分析
权利要求
1.一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，其特征在于设置发送方和接收方拥有相同参数的神经网络权值同步模型和三个分别拥有相同初值的混沌映射函数， 设定发送方和接收方拥有相同的混沌函数初始值，所述流密码密钥控制方法包括以下步骤(1)确定基于3个混沌映射的混合密钥流发生器将三个混沌映射产生的随机位进行异或操作得到最终的随机序列，即混合混沌映射序列=(混沌映射1序列)X0R(混沌映射2序列)X0R(混沌映射3序列)；其中，混沌映射1序列、混沌映射2序列、混沌映射3序列的初值分别由发送方和接收方双方共同拥有的初始值决定；(2)、基于神经网络权值同步的混沌函数初值更新过程发送方和接收方同时执行基于输出位的神经网络权值同步交互学习，所述的混沌映射 1序列、混沌映射2序列、混沌映射3序列产生的随机序列作为神经网络模型3个内部感知器的输入，用于权值更新，并实现双方的权值同步，将同步的权值映射为混沌函数初值，完成混沌函数初值的更新，得到混合混沌密钥流；当系统发起下一次会话时，将采用新的初值作为3个混沌映射序列的初始参数，各自产生新的随机序列，得到新的混合混沌密钥流。
2.如权利要求1所述的一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，其特征在于所述步骤O)中，通过发送方和接收方交互次数的设置，确保在每一次流加密会话结束时实现神经网络权值的同步。
3.如权利要求1或2所述的一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，其特征在于所述神经网络权值同步模型由两个具备相同离散参数的特殊神经网络构成，每个神经网络由K个具有离散输入和权值的感知器组成；定义每个感知器的输出值计算公式为
4.如权利要求1或2所述的一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，其特征在于所述步骤(2)中，同步的权值映射为混沌函数初值的过程如下首先计算权值向量(巧，w2, ... , W300)的哈希值，即160位的SHA1，得到20个字节均分为4组，每组包含5个字节，再将每组所有字节作异或运算，最终得到4个字节，即为32位的混沌映射初始参数。
5.如权利要求3所述的一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，其特征在于所述步骤O)中，同步的权值映射为混沌函数初值的过程如下首先计算权值向量(巧，w2, ... , W300)的哈希值，即160位的SHA1，得到20个字节均分为4组，每组包含5个字节，再将每组所有字节作异或运算，最终得到4个字节，即为32位的混沌映射初始参数。
全文摘要
一种融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法，设置发送方和接收方拥有相同参数的神经网络权值同步模型和三个分别拥有相同初值的混沌映射函数，设定发送方和接收方拥有相同的混沌函数初始值，所述流密码密钥控制方法包括以下步骤(1)确定基于3个混沌映射的混合流密钥发生器；(2)实现基于神经网络权值同步的混沌函数初值更新机制。本发明提供一种有效实现混沌初值更新、增强流密码应用安全的融合神经网络和混沌映射的流密码密钥控制方法。
文档编号H04L9/08GK102263636SQ20111013512
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者宣以广, 江颉, 潘小明, 陈波, 陈铁明 申请人:浙江工业大学