基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌Hash函数设计

在分析单向与双向耦合映像格子系统的初值与参数敏感性的基础上，提出了一种基于可变参数双向耦合映像系统的时空混沌单向Hash函数构造方案.该方案以耦合映像系统的部分初态作为密钥，在迭代过程中, 通过上一次的迭代值和线性变换后的不同位置的明文消息比特动态确定双向耦合映像系统模型参数，将明文消息多格点并行注入时空混沌轨迹中；取迭代序列中最后一轮迭代结果的适当空间项，线性映射为Hash值要求的128 bit值.由于耦合映像系统的双向扩散机理与混乱作用，迭代过程具有极强的不可逆性及初值与参数敏感性，Hash结果的每位都与明文及密钥有着敏感、复杂的非线性强耦合关系.仿真实验与分析结果表明，该算法达到了Hash函数的各项性能要求，安全性好，执行效率高. 关键词： Hash函数 时空混沌 耦合映像格子     

基于二维超混沌映射的单向Hash函数构造

快速有效的单向Hash函数的设计是现代密码学研究的一个热点.提出了一种基于二维超混沌映射的单向Hash函数的构造方法.该方法将原始输入报文按字节进行线性变换以及混沌映射，在所产生的混沌序列中选值作为二维超混沌映射的初始值，对迭代后所得的超混沌信号经过调制构造单向Hash函数.实验与分析结果表明，这种构造方法实现简单、对初值有高度敏感性、具有很好的单向性、弱碰撞性和保密性能. 关键词： 单向Hash函数 二维超混沌 混沌映射     

基于混沌神经网络的单向Hash函数

提出了一种基于混沌神经网络的单向Hash函数，该方法通过使用以混沌分段线性函数作为输出函数的神经网络和基于时空混沌的密钥生成函数实现明文和密钥信息的混淆和扩散，并基于密码块连接模式实现对任意长度的明文序列产生128位的Hash值.理论分析和实验结果表明，提出的Hash函数可满足所要求的单向性，初值和密钥敏感性，抗碰撞性和实时性等要求. 关键词： 混沌神经网络 Hash函数 分段线性混沌映射 时空混沌     

基于广义混沌映射切换的单向Hash函数构造

如何设计快速高效的单向Hash函数一直是现代密码学研究中的一个热点.提出了一种基于广 义混沌映射切换的Hash函数构造方法.这种方法首先构建产生多种混沌序列的广义混沌映射 模型,然后在明文信息的不同位置根据切换策略产生不同的混沌序列,并用线性变换后的信号 信息对混沌参数进行调制来构造单向Hash函数.初步分析了利用混沌映射实现单向Hash函数 的不可逆性、防伪造性、初值敏感性等特点.研究结果表明:这种基于广义混沌映射切换的Ha sh函数具有很好的单向性、弱碰撞性，较基于单一混沌映射的Hash函数具有更强的保密性能 ，且实现简单. 关键词： Hash函数 混沌 混沌映射切换     

基于切延迟椭圆反射腔映射系统的单向Hash函数构造

提出了一种基于切延迟椭圆反射腔映射系统(TD-ERCS)的单向Hash函数算法.该算法只需将明文信息线性变换为系统的参数序列，然后让TD-ERCS依次迭代，再依照一定的规则提取Hash值，勿需要增加任何冗余计算.该算法的密钥在［2⁶⁴,2¹⁶⁰］内任意取值，输出Hash值长160bit.基础的安全性测试表明，这种Hash函数具有很好的单向性、弱碰撞性、初值敏感性，较其他混沌系统构造的Hash函数具有更强的安全性，且实现简单，运行速度快，是传统Hash函数的一种理想的替代算法.还导出了评估碰撞性的一个客观标准. 关键词： 混沌 Hash函数 TD-ERCS     

基于多重耦合映像格子的信号初值恢复研究

利用耦合映像格子恢复信号初值是信号处理研究中一个重要的问题.耦合映像格子具有混沌系统的初值敏感性，当初值受到噪声污染时将会影响到系统对其的恢复.提出了一种由多个一维耦合映像格子系统并列耦合而成的多重耦合映像格子系统，通过将多个一维系统耦合，使因受到噪声干扰而趋向于指数分离的混沌轨道相互靠近，以达到抑制噪声的目的.数值仿真表明，该系统具有较强的抗噪声能力和较高的鲁棒性.在耦合系数选取适当的情况下，即使初始信号受到噪声干扰，该多重耦合系统仍然能够很好地恢复信号初值的统计特性，且对单个初值的恢复情况及与初始信号 关键词： 耦合映像格子 恢复信号的统计特性 多重耦合     

基于符号动力学的耦合映像格子系统的初值估计

在符号动力学的基础上,深入探讨了基于动力学符号序列的局部耦合映像格子系统求逆问题.在理论上系统地分析耦合映像系统初值估计的性能与耦合系数及映射函数之间的数学关系,证明相空间I^M上的任意取值通过基于符号向量序列的逆迭代过程并不一定收敛至初值,其敛散性与耦合强度和映射函数的选择有直接关系.同时证明了混沌或其拓扑共轭的逆不一定为压缩映射,其总体的敛散性与整个逆迭代过程中的收敛与发散的强度对比有关.理论分析与数值实验结果完全一致,说明本文提出的耦合映像格子系统初值估计问题的分析 关键词： 耦合映像格子 符号动力学 初值估计     

基于混沌动态S-Box的Hash函数

结合混沌系统与传统单向Hash函数设计方法的优点，提出了一种基于混沌动态S-Box的带秘密密钥的单向Hash函数构造方法.该方法用混沌S-Box替换和函数查找表来生成具有混沌特性的Hash摘要.与现有混沌Hash算法相比，新方案没有将原始数据直接参与混沌迭代，而是采用混沌动态S-Box替换来提高系统的实时性能.研究结果表明：该方法不仅有很好单向性、初值和密钥敏感性，且有较大的密钥空间，易于实现. 关键词： Hash函数 混沌 S-Box 函数查找表     

基于复合非线性数字滤波器的Hash函数构造

在对多个满足Kelber条件的滤波器组成的复合系统进行初步分析的基础上，提出了一个基于复合非线性数字滤波器的带密钥的Hash算法.算法首先构建能产生高维混沌序列的复合滤波器系统，然后在明文作用的复合序列控制下随机选择滤波器子系统，并以复合系统的初态作为密钥，以粗粒化的量化迭代轨迹作为明文的Hash值.讨论了复合系统实现Hash函数的不可逆性、防伪造性、初值敏感性等特点.研究结果表明：基于复合非线性数字滤波器的Hash算法简单快速，比基于单一混沌映射的Hash算法有着更高的安全性，同时滤波器结构中没有复杂的浮点运算，比一般复合混沌系统更易于软硬件实现. 关键词： Hash 函数 混沌 非线性自回归数字滤波器     

激光时空混沌模型的加权网络投影同步

提出了一种实现加权网络时空混沌投影同步的方法.通过构造合适的Lyapunov函数,确定了加权网络中连接节点之间耦合函数的结构以及网络节点状态方程中分离配置的线性项的系数矩阵的取值范围.以Bragg声光双稳系统作为局域函数,单向耦合映像格子作为空间扩展系统构成激光时空混沌模型.通过仿真模拟检验了采用激光时空混沌模型作为网络节点的加权网络的投影同步效果.结果显示,对于任意的节点之间耦合强度的权重值,加权网络的投影同步均可以实现. 关键词： 投影同步 加权网络 时空混沌 Bragg声光双稳系统     

A Cryptographic Scheme Based on Spatiotemporal Chaos of Coupled Map Lattices

We propose a cryptographic scheme based on spatiotemporal chaos of coupled map lattices (CML) ,which is based on one-time pad. The structure of the cryptosystem determines that the progress in decryption implies the progress in exploring the dynamical behavior of spatiotemporal chaos in CML. A part of the initial condition of CML is used as a secret key, and the recovery of the secret key by exhaustive search is impossible due to the sensitivity to the initial condition in spatiotemporal chaos system. Specially the software implementation of the scheme is easy.     

One-way hash function construction based on the spatiotemporal chaotic system

Based on the spatiotemporal chaotic system,a novel algorithm for constructing a one-way hash function is proposed and analysed.The message is divided into fixed length blocks.Each message block is processed by the hash compression function in parallel.The hash compression is constructed based on the spatiotemporal chaos.In each message block,the ASCII code and its position in the whole message block chain constitute the initial conditions and the key of the hash compression function.The final hash value is generated by further compressing the mixed result of all the hash compression values.Theoretic analyses and numerical simulations show that the proposed algorithm presents high sensitivity to the message and key,good statistical properties,and strong collision resistance.     

复Ginzburg-Landau方程时空混沌的网络同步与参量辨识

研究了参量未知的时空混沌系统构成复杂网络的同步与参量辨识问题. 设计的参量辨识律可以有效地辨识复杂网络中所有节点时空混沌系统中的未知参量. 基于稳定性定理, 通过构造适当的Lyapunov函数, 确定了网络完全同步的条件. 以参量未知的一维复Ginzburg-Landau方程作为网络节点为例, 通过仿真模拟检验了参量辨识律以及同步方法的有效性.     

A method of recovering the initial vectors of globally coupled map lattices based on symbolic dynamics

Based on symbolic dynamics, a novel computationally efficient algorithm is proposed to estimate the unknown initial vectors of globally coupled map lattices (CMLs). It is proved that not all inverse chaotic mapping functions are satisfied for contraction mapping. It is found that the values in phase space do not always converge on their initial values with respect to sufficient backward iteration of the symbolic vectors in terms of global convergence or divergence (CD). Both CD property and the coupling strength are directly related to the mapping function of the existing CML. Furthermore, the CD properties of Logistic, Bernoulli, and Tent chaotic mapping functions are investigated and compared. Various simulation results and the performances of the initial vector estimation with different signal-to-noise ratios (SNRs) are also provided to confirm the proposed algorithm. Finally, based on the spatiotemporal chaotic characteristics of the CML, the conditions of estimating the initial vectors using symbolic dynamics are discussed. The presented method provides both theoretical and experimental results for better understanding and characterizing the behaviours of spatiotemporal chaotic systems.