可扩展精度双混沌的哈希算法的应用研究

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现如今,数据库加密是保护数据库中数据的有效的方式。混沌算法虽然安全性较高,但是由于有限精度的限制会带来混沌特性的退化问题,为此需要设计一种更加安全的混沌算法,同时由于哈希算法的单向性的特点导致数据只能加密不能解密,所以需要一种方法能够克服哈希算法的单向性,从而实现对数据库中数据的加密和解密。本文提出了一种可扩展精度双混沌哈希算法用来生成随机序列,其中双Logistic混沌能够增强混沌系统的复杂性,但由于量化误差的引入会存在混沌特性退化的问题,为此引入了可扩展精度的概念,在混沌系统迭代时,通过指定计算的精度,在混沌映射系统迭代的过程中能够减小计算的舍入误差,从而能够降低混沌特性退化的速度,以达到提升混沌映射系统的复杂性的效果。将可扩展精度双混沌系统和哈希算法进行结合并与RSA算法对数据库中的敏感数据进行加密,从而能够在利用混沌哈希算法的较高安全性的同时,解决哈希算法单向性的问题,进而能够达到保护数据库系统中的数据的目的。实验的部分一共包括六个,主要是对可扩展精度双Logistic混沌哈希系统产生的性能进行各方面的分析,包括:通过NIST的十五项测试对混沌序列的随机性进行分析、对算法的密钥空间进行分析、进行密钥敏感性的测试、对Hash算法进行文本测试、进行混乱与扩散的性能分析以及进行扩展精度与周期性的测试。通过实验的结果可以得到:经过改进后的可扩展精度双Logistic混沌映射算法符合随机性的要求,密钥空间足够大,能够很好的抵抗穷举攻击,算法对密钥具有较高的敏感性,当密钥发生微小的变化时,产生的结果将会发生很大的不同;将混沌算法与哈希算法进行结合生成的可扩展精度双混沌哈希算法具有很优秀的混乱与扩散的性能,经过文本实验可以得出其对初始值的敏感程度较高;最后经过扩展精度与周期性的关系测试能够分析出经过扩展精度后的随机序列进入周期性循环的过渡周期增大,循环周期增长,因此可扩展精度能够减少混沌系统的舍入误差,提高混沌系统的性能。
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