[发明专利]一种基于多级混沌系统的动态S盒构造方法

摘要

本发明公开了一种基于多级混沌系统的动态S盒构造方法，属于信息加密领域。本发明将密钥映射为Chebyshev混沌映射系统和分段线性混沌映射系统的初始条件和演化参数，不同密钥映射为不同的系统参数，实现了实时生成不同S盒的动态特性。由于使用两级混沌系统，对两个混沌系统的输出进行异或操作以生成S盒元素，与使用单一混沌系统相比提高了抗破译难度。同时两级混沌系统的输出均相互交叉反馈给对方，实现混沌系统之间的动态交叉扰动，进一步增大了所生成S盒的扩散性和扰乱性，实现了严格雪崩效应，显著提高安全强度。本发明简洁高效，便于软硬件实现。

主权项

一种基于多级混沌系统的动态S盒构造方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、输入64位长度密钥K＝K1K2...K7K8，进行初始化操作，按照：t1＝(K7+K8)mod 8，t2＝(K5+K6)mod 8，t3＝(K3+K4)mod 8，t4＝(K1+K2)mod 8，t5＝(K1×K2+K3×K4)mod 8，t6＝(K5×K6+K7×K8)mod 8，计算参数t1、t2、t3、t4、t5和t6；设加密轮数为n，n为正整数，令n＝1并置空Sout，所述Sout为S盒的输出；步骤二、计算Chebyshev混沌映射系统C1的输出和分段线性混沌映射C2的输出；所述计算Chebyshev混沌映射系统C1的输出按以下步骤进行：Chebyshev混沌映射系统C1从初始点y0开始，迭代N1+80次，在最后的80个状态点中，每间隔10个点取值1次，以0为阈值进行量化，得到8个比特值并组合为一个整数s1,n，所述s1,n为Chebyshev混沌映射系统C1的输出；将系统的最后状态点作为下次迭代时的初始点y0；当n＝1时，系统C1的初始点系统C1的迭代次数当n＞1时，系统C1的初始点为y0×(s2,n‑1/256)，系统C1的迭代次数为50+(N1×s2,n‑1)mod 128；所述s2,n‑1为分段线性混沌映射系统C2的输出值；所述计算分段线性混沌映射系统C2的输出按以下步骤进行：分段线性混沌映射系统C2从初始点x0开始，迭代N2+80次，在最后的80个状态点中，每间隔10个点取值1次，以0.5为阈值进行量化，得到8个比特值并组合为一个整数s2,n，所述s2,n为分段线性混沌映射系统C2的输出；将系统的最后状态点作为下次迭代时的初始点x0；当n＝1时，系统C2的初始点系统C2的迭代次数当n＞1时，系统C2的初始点为x0×(s1,n/256)，系统C2的迭代次数为50+(N2×s1,n)mod 128；s1,n为Chebyshev混沌映射系统C1的输出值；步骤三、计算当#{Sout}＜256，且时，令当#{Sout}＝256时，输出Sout；否则n＝n+1，返回执行步骤二。