本發(fā)明涉及信息安全領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加解密方法。

背景技術(shù)：

1、隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)的重要性日益凸顯，各種加密手段層出不窮。然而，傳統(tǒng)密碼本作為一種歷史悠久且被廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)加密技術(shù)，密鑰管理困難且安全性較低，導(dǎo)致其在現(xiàn)代信息安全體系中逐漸顯現(xiàn)出局限性。

2、因此，傳統(tǒng)密碼本技術(shù)的信息容量和安全性面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)密碼本承載信息量小，難以抵抗日益先進(jìn)的暴力攻擊手段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加解密方法，可解決上述傳統(tǒng)密碼本承載信息量小，難以抵抗日益先進(jìn)的暴力攻擊問(wèn)題，可提高數(shù)據(jù)的安全性。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，包括如下步驟：

4、s1、對(duì)待加密對(duì)象的初始信息和初始密鑰生成混沌密鑰，對(duì)混沌密鑰采用五維哈密頓保守混沌系統(tǒng)(fhccs)生成混沌序列；

5、s2、根據(jù)所述混沌序列對(duì)所述初始信息進(jìn)行置亂與分組，選擇混沌置亂的衍射距離作為光學(xué)密鑰；并根據(jù)所述衍射距離采用分層角譜法生成計(jì)算全息圖；

6、s3、采用所述混沌序列將所述計(jì)算全息圖加密，獲得光學(xué)密碼本；

7、s4、將所述光學(xué)密碼本的密文，使用所述混沌序列加密，得到最終加密對(duì)象的密文。

8、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合解密方法，包括如下步驟：

9、s100、獲取待解密對(duì)象對(duì)應(yīng)的混沌密鑰；所述混沌密鑰包括：k_1，k_2，k_3，k_4，k_5；使用混沌密鑰通過(guò)fhccs生成對(duì)應(yīng)的混沌序列；所述混沌序列包括：r_1，r_2，d_1，s_1，r_3；

10、s200、根據(jù)r_3對(duì)待解密對(duì)象的密文解密，獲得光學(xué)密碼本的密文；

11、s300、根據(jù)混沌序列s_1和d_1將所述光學(xué)密碼本解密，獲得計(jì)算全息圖；

12、s400、將所述計(jì)算全息圖放置于光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，采用計(jì)算全息圖和光學(xué)密鑰解密密文，得到最終解密后的明文。

13、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)勢(shì)：

14、本發(fā)明針對(duì)待加密對(duì)象的初始信息和初始密鑰，采用fhccs生成的混沌序列置亂與分組，采用混沌加密的衍射距離作為光學(xué)密鑰，然后采用基于層的混合迭代角譜法制成計(jì)算全息圖。最后，采用fhccs生成的混沌序列將計(jì)算全息圖加密，同時(shí)，傳遞的明文信息使用混沌序列加密。生成的光學(xué)密碼本實(shí)現(xiàn)了高密度的信息存儲(chǔ)和加密。解密時(shí)需要多維度的混沌密鑰和光學(xué)密鑰，以及計(jì)算全息三維顯示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)解密信息的快速重建和提取。本發(fā)明提供的加解密方法，安全性高，加密時(shí)所生成的光學(xué)密碼本承載信息量大；解密時(shí)解密速度快，能夠有效抵抗剪切破壞和當(dāng)前的暴力攻擊手段，具備相當(dāng)可靠的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s1包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s15中，映射過(guò)程的公式(1)如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s16中，將key通過(guò)以下公式映射到相應(yīng)的浮點(diǎn)空間：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s17中，五維哈密頓保守混沌系統(tǒng)的公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s3包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法，其特征在于，所述步驟s4包括：

9.一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合解密方法，其特征在于，對(duì)使用權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加密方法的加密對(duì)象，進(jìn)行解密，該解密方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于混沌系統(tǒng)和光學(xué)密鑰的混合加解密方法，該加密方法包括：待加密對(duì)象的初始信息和初始密鑰生成混沌密鑰，對(duì)混沌密鑰采用五維哈密頓保守混沌系統(tǒng)(FHCCS)生成混沌序列；根據(jù)所述混沌序列對(duì)所述初始信息進(jìn)行置亂與分組，選擇相應(yīng)的衍射距離作為光學(xué)密鑰；并根據(jù)所述衍射距離采用分層角譜法生成計(jì)算全息圖；采用所述混沌序列將所述計(jì)算全息圖加密，獲得光學(xué)密碼本；將所述光學(xué)密碼本的密文，使用所述混沌序列加密，得到最終加密對(duì)象的密文。本發(fā)明采用光學(xué)密鑰與混沌密鑰結(jié)合的加密方式，光學(xué)密碼本繼承了光學(xué)加密的信息存儲(chǔ)高效、解密速度快和并行性高等優(yōu)點(diǎn)，且具備高抗剪切性，高安全性等傳統(tǒng)密碼本不具備的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：席思星,張微,于娜娜,王曉雷,朱巧芬,張雷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北工程大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15