26、混沌密码学：问题剖析与设计规则

混沌密码学：问题剖析与设计规则

1. 引言

在当今数字化时代，信息安全至关重要，混沌密码学作为一种新兴的加密技术，具有独特的优势，但也面临着诸多挑战。本文将深入探讨混沌密码学中存在的问题，并提出相应的设计规则，以帮助设计出更安全、高效的混沌密码系统。

2. 混沌密码学存在的问题

2.1 明文变化低敏感性问题

在某些加密架构中，微小差异的明文可能对应非常相似的密文，这明显违反了扩散特性。特别是在图像加密中，该问题更为突出。例如，在某加密系统中，两个仅在一个像素位置有差异的明文图像，加密后的密文在某些位置可能完全相同，这表明该图像加密方案对明文图像的变化敏感性较低。

2.2 数字混沌密码系统效率退化问题

基于连续域混沌系统的数字混沌密码学，需要应用数值方法来获取混沌轨道，这增加了计算轨道的时间，从而降低了加密效率。以一个基于连续时间混沌系统（Lorenz 和 Chen 系统）的图像加密系统为例，其加密时间明显长于使用离散时间混沌映射（如逻辑映射）的加密系统。

加密系统	加密时间（256×256 图像）
基于连续时间混沌系统	约 5.8 s
基于逻辑映射	约 1.2 s

2.3 不可逆加密过程问题

由于混沌密