[发明专利]一种基于整数化混沌映射的动态S盒生成方法

摘要

本发明公开了一种基于整数化混沌映射的动态S盒生成方法，属于物联网信息安全技术领域，依次包括以下步骤：一，对0‑255的序列做一轮混沌映射f(x)，并生成三个4bitS盒记为S1,S2和S3，其中f(x)可以采取任意混沌方程，但必须保证双射特性，对于生成的序列f(0),f(1)…f(255)，将f(x)转换为二进制，令前4bit为a，后4bit为b；二，将a与b分别做一轮混沌映射f(x)，得到的结果记为a1和b1；三，让a1进入S1盒，将结果与b1异或并记为b2，即b2＝S1(a1)⊕b1；四，让b2进入S2盒，将结果与a1异或并记为c，即c＝S2(b2)⊕a1；五，让c进入S3盒，将结果与b2异或并记为d，即d＝S2(c)⊕b2；六，将输出c|d转换为十进制即可作为S盒的整数输出。本发明使得加密算法在保证安全性的同时减轻计算和存储的负担。

主权项

1.一种基于整数化混沌映射的动态S盒生成方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、对0‑255的序列做一轮混沌映射f(x)，并生成三个4bitS盒记为S1,S2和S3，其中f(x)可以采取任意混沌方程，但必须保证双射特性，对于生成的序列f(0),f(1)…f(255)，将f(x)转换为二进制，令前4bit为a，后4bit为b，生成4bitS盒的方法如下：令输入4bit数据为X＝X₄ X₃ X₂ X₁，f₁为二元非线性函数，f₂为线性函数，将X₄作为S盒输出结果的第三位，即X’₃＝X₄，再将X₃作为S盒输出结果的第二位，即X’₂＝X₃，然后将X₂与f₁(X₃,X₄)异或的结果作为f₂的输入，并将结果作为S盒输出结果的第一位，即X’₁＝X₂⊕f₁(X₃,X₄)，最后将f₂的结果与X₁异或，并将结果作为S盒输出结果的第四位，即X’₄＝X₁⊕f₂，这样得到的X’＝X’₄ X’₃ X’₂ X’₁即为4bitS盒的输出；步骤二、将a与b分别做一轮混沌映射f(x)，得到的结果记为a₁和b₁，所述的混沌映射为整数Logistic映射，其表达式为Z_n+1＝4Z_n‑2Z_n²/a，Z_n∈(0,2a]；步骤三、让a₁进入S1盒，将结果与b₁异或并记为b₂，即b₂＝S1(a₁)⊕b₁；步骤四、让b₂进入S2盒，将结果与a₁异或并记为c，即c＝S2(b₂)⊕a₁；步骤五、让c进入S3盒，将结果与b₂异或并记为d，即d＝S2(c)⊕b₂；步骤六、将输出c|d转换为十进制即可作为S盒的整数输出。