混沌置换网络的设计及其硬件实现

    摘要：利用Logistic映射迭代产生的混沌序列作为二维置换网络的置换地址，构造二维置换网络对明文进行置换加密。同时提出了一种Logistic混沌映射的整数实现方法，给出了它的FPGA实现。并通过硬件装置实现了Logistic映射的混沌二维置乱网络。

    关键词：Logistic映射 混沌序列 置换网络

在密码学研究中，置换网络起着中心作用，明文字母之间的双射变换可以由一个输入和输出字母相同的置换网络实现。一个置换网络可看作是有n个多输入和n个多输出变量的黑盒子，其每个输出变量都是n个输入的布尔函数，它的好坏直接影响到分组密码的抗破译性。置换网络的研究涉及电话交换、开关理论和密码学多个领域[1]。密码学中，使用置换来进行数据变换，主要有两种作用，其一是对数据内容作不可预测的替换，其二是改变数据在数据序列中的位置，即随机换位。对于第二种置换网络也称为置乱网络，本文主要研究一种二维混沌置乱方法来对数据进行换位加密。

混沌现象是非线性动力系统中一种确定性的类随机过程，混沌信号具有初始值的高度敏感性、不可预测性，并具有遍历性[2,3]等特点。因此，特别适合于混沌保密通信。本文将Logistic映射生成的混沌序列引入置换网络，它可以作为理想的置换网络地址产生器[4]。