二十一世纪,互联网蓬勃发展。网络通信成为人们交流的主要渠道,人们通过网络获取信息时也面临着泄露信息的风险。因此,保证信息安全,对信息进行认证已成为密码学中的热点课题。在对消息进行认证的过程中,Hash函数是一种常被采用的技术。性能良好的Hash函数需要对明文消息具有较强的敏感性,混乱与扩散特性,而混沌映射天然具有初值敏感性,迭代单向性,这些特性非常适合应用于设计Hash函数。论文分别基于串行和并行两种结构设计Hash函数,分析算法的安全性,提高算法的运算效率。论文的主要研究内容包括:1.基于并行结构设计的Hash函数,因分块处理明文消息,每个消息块产生的中间Hash值对该消息块在原始明文中的位置不具有较强的敏感性,因此通过异或操作产生的最终Hash结果很容易受到伪造攻击。针对此问题,提出了一种新的基于混沌映射的并行Hash函数,该算法在明文预处理阶段,通过迭代分段Logistic映射,改变明文值,增强了明文字节间的联系。理论分析和实验结果表明该算法具有良好明文消息敏感性,混乱与扩散特性以及抗碰撞性,能够很好的抵抗伪造攻击。2.论文借鉴了一种图像加密算法中的置乱方法,分析其置乱性能以及在Hash函数中的可行性,研究发现该方法虽然有较好的置乱性能,但对特殊排列的明文值置乱效果较差,针对此问题,对其改进,进而提出了一种改进的基于分段Logistic映射的置乱方法。理论分析和仿真结果表明改进后的置乱方法比原方法具有更好的置乱性能,对原始明文具有较高的敏感性。3.将改进后的置乱方法用于串行Hash函数的构造中,改变明文值的位置关系,混淆明文值,使得最终产生的Hash与明文值、明文值位置都有较强的依赖关系。理论分析和实验结果表明改进后的置乱方法对原始明文具有良好置乱性能,Hash函数具有较高的敏感性,较稳定的混乱与扩散特性以及良好的抗碰撞性,能够满足实际的信息安全应用需要的要求。