基於動力學的密碼理論研究

《基於動力學的密碼理論研究》是依託北京航空航天大學，由張筱擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於動力學的密碼理論研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：張筱
• 項目類別：青年科學基金項目

項目摘要

數據安全等信息安全技術的發展需求日益迫切，高強度密碼算法的設計和密碼的輕量級實現技術成為領域研究熱點。目前在密碼系統的研究中往往通過密碼分析推動密碼強密設計，且多採用技術改良方法進行輕量化設計。本項目創新的將動力學理論引入密碼系統研究，揭示密碼作為一類具有顯著行為特徵的動力系統的自然屬性，探索密碼強度的本質度量方法和輕量化的理論最佳化原理。與此前在密碼設計中使用混沌函式的動力學簡單運用相比，本項目通過密碼的動力學特徵研究和行為分析，從機理層重建密碼空間、運算元和泛函，提出基於動力學特徵的混淆和擴散分析方法，為密碼的強密設計和輕量化提供理論基礎和新的技術途徑。

結題摘要

本項目將動力學理論引入密碼系統研究，通過密碼的動力學特徵 研究和行為分析，提出密碼混淆能力的動力學度量方法和判別條件， 探索密碼擴散的動態評估模型及最佳化方法，為密碼的強密設計和輕量 化提供理論基礎和新的技術途徑。 在學術層面解決了兩個問題： 一、密碼混淆能力的動力學度量與分析。本項目通過引入動力學理論進行密碼系統研究，尋求強密算法的有效設計和 分析方法，其核心的科學問題是對決定密碼強度的密碼混淆能力進行 動力學角度的刻畫、度量、判定和驗證。符合密碼行為特徵的合理準確的混淆度量方法，才能從本質上體現密碼函式在動態運算過程中對數據的處理能力和處理效果，包括數據分布特徵、隨機性、時間敏感性等。 二、基於密碼動力學行為的擴散機理與模型最佳化。 本項目的主要研究目標之一即針對密碼的輕量化設計，面對依靠提升計算複雜度增強密碼強度的密碼研究現狀，對增強密碼系統實現的效率、資源占用等性能進行科學的探索。為實現這一目標，本項目從動力學角度重新構建密碼，還原密碼系統本質的運動屬性，提出藉助混淆程度判定密碼強度的新方法，從而密碼的實現效率和資源占用等輕量化設計的研究轉化為對密碼系統的時間行為分析，其關鍵的科學問題在於，對密碼擴散性能的科學描述，以及對擴散速率、極限集、收斂性、標準型等方面的分析和最佳化。