[发明专利]利用无穷维超混沌构造单向散列函数进行密码保护的方法

权利要求书

1.一种利用无穷维超混沌构造单向散列函数进行密码保护的方法，首先把明文和密钥进行拆分和数值变换，作为两个具有延迟反馈的超混沌Chen系统的初始值，按照系统的混沌动力学特性进行演化，将演化的最终结果进行量化，将量化值代入密钥流进行迭代，实现明文和密钥信息的混淆和置乱，并基于密码块链接方式产生任意长度明文的128位Hash值，将待认证的密码与该Hash值进行比对，判断其真伪，其特征在于，该方法按以下步骤进行，

步骤1、对待保护的密码作为明文进行分组、拆分和数值变换

将需要保护的密码作为明文，对该明文按128位进行分组，最后一个分组不足128位时，明文后面补上待处理明文的长，然后补0使其达到128位，再将每一组的128位明文，拆分成40bit、40bit、48bit的三个二进制数，将上述每组拆分后得到的三个数的前两个数除以2⁴⁰、后一个数除以2⁴²进行变换，分别变换得到3个[0，1]区间上的小数；

步骤2、对密钥进行拆分和数值变换

设定一个128位的初始密钥，将该128位初始密钥按先后顺序分别拆分成40bit、40bit、48bit的三个二进制数，对上述每组拆分后得到的三个数的前两个数除以2⁴⁰、后一个数除以2⁴²进行变换，分别变换得到3个[0，1]区间上的小数；

步骤3、待保护密码明文带入超混沌系统进行演化

将步骤1最后变换得到的分组明文的3个[0，1]区间上的小数作为延迟反馈Chen系统的初始值，带入下列直接延迟反馈控制的Chen电路数学模型中：

x·=a(y-x),]]>

y·=(c-a)x-xz+cy,]]>

z·=xy-bz+k33(z-z(t-τ3)),]]>

其中a，b，c为系统参数，k₃₃和τ₃为控制参数，

进行演化，得到混沌序列，把最后时刻的三个状态值分别进行x、y、z的坐标变换，使变量的变化范围限制在[-1，1]之间，变换的公式为

pi=2(Xi(tend)-((Simax-Simin)/2))Simax-Simin,i=1,2,3,X(t)=x(t)y(t)z(t)]]>

其中Simax=maxt(Xi(t)),]]>Simin=mint(Xi(t)),]]>t_end表示演化的最后时刻，

将演化最后时刻的三个值记为p₁、p₂、p₃；

步骤4、将密钥带入超混沌系统进行演化

将步骤2得到的3个[0，1]区间上的小数作为延迟反馈Chen系统的初始值，带入上步的Chen电路数学模型中进行演化，得到混沌序列，把最后时刻的三个状态值分别进行变换，使变量的变化范围限制在[-1，1]之间，变换的公式为

vi=2(Xi(tend)-((Simax-Simin)/2))Simax-Simin,i=1,2,3,X(t)=x(t)y(t)z(t)]]>

其中Simax=maxt(Xi(t)),]]>Simin=mint(Xi(t)),]]>t_end表示演化的最后时刻，

演化最后时刻的三个值为v₁，v₂，v₃；

步骤5、对上步经置乱后明文和密钥进一步混合置乱与混淆

将步骤3、步骤4得到的三个明文p₁，p₂，p₃和三个密钥v₁，v₂，v₃分别代入下列密钥流函数中进行迭代，

密钥流迭代函数如下：

其中p₁为经过超混沌系统置乱后的明文，v_i为经过超混沌系统置乱后的密钥，n表示置乱后的明文p_i和置乱后的密钥v_i经过非线性函数f₁的迭代次数，f₁为线性分段函数，具体的形式如下

f1(x,k)=(x+k)+2h,-2h≤(x+k)≤-h(x+k),-h<(x+k)<h(x+k)-2h,h≤(x+k)≤2h]]>

该函数中x和k的值在「-h，h]之间，经过至少30次迭代得到三个密钥流迭代输出e(p₁，v₁)，e(p₂，v₂)，e(p₃，v₃)，将得到的三个值分别变换为40bit、40bit、48bit的二进制整数，将得到的二进制数e_b1，e_b2，e_b3依次连接起来，得到128位的二进制整数，这个整数就是第一组128位明文得到的单向散列变换值；

步骤6、对明文长度大于128位的进行密码块链接

采用密码块链接模式对明文长度大于128位的进行链接，最终对整个密码明文得到完整的128位hash值；

步骤7、将需验证的明文经过上述步骤得到的128位hash值与数据库中保存信息进行比对判断，确定密码的合法性

将经上步Hash变换后得到的Hash值存入数据库，对需验证的明文也按上述步骤进行Hash变换，将该变换值与数据库中保存值进行比较，如果相同则通过，否则，则拒绝通过。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，将超混沌演化得到明文p_i(i＝1，2，3)和密钥v_i(i＝1，2，3)通过密钥流迭代函数进行大于30步的迭代混淆，将得到的三个值分别变换为40bit、40bit、48bit的二进制整数，具体的方法是，

e_b1＝bin(int((e(p₁，v₁)+1)×2³⁹))，

e_b2＝bin(int((e(p₂，v₂)+1)×2³⁹))，

e_b3＝bin(int((e(p₃，v₃)+1)×2⁴⁷))，

其中int(·)表示取整，bin(·)表示将整数变为二进制的二进制变换，将e_b1，e_b2，e_b3合并成128位二进制，从而得到一个128位明文分组对应的Hash值。