多粒度可逆细胞自动机模型的数据加密方法  

Data encryption based on multi-granularity reversible cellular automata

作　　者：夏学文[1] 熊曾刚[1] 李元香[2] 

机构地区：[1]孝感学院计算机与信息科学学院,湖北孝感432000 [2]武汉大学软件工程国家实验室,湖北武汉430072

出　　处：《计算机工程与设计》2010年第16期3599-3603,共5页Computer Engineering and Design

基　　金：国家自然科学基金项目(60473014);国家863高技术研究发展计划基金项目(2007AA01Z290);湖北省教育厅优秀中青年人才基金项目(Q20102705);湖北省教育厅重点基金项目(D20102701)

摘　　要：为了克服以往对细胞自动机的研究局限于单粒度细胞单元的问题,引入了多粒度细胞的概念,并结合可逆细胞自动机提出了一种基于多粒度可逆细胞自动机的加密算法。在该算法中,扩展的可逆细胞自动机具有足够多的规则,从而保证了安全的密钥空间;细胞单元通过"分裂-重组"实现自身粒度大小的动态调整,并依此来提高细胞自动机动力学特性的复杂性,实现了快速加、解密。同构的硬件结构使该算法具有很强的实用性,仿真实验表明,该加密算法具有较高的安全性。To overcome some shortcomings in traditional researches in cellular automata（CA）,a multi-granularity cellular automata（MGCA） is introduced.Combining MGCA with reversible CA（RCA）,a cryptography algorithm is proposed.In the algorithm,extended RCA,which has many iteration rules,provides enough great secret-key space.Furthermore,in order to improve the complexity of CA’s dynamics,all cells adjust their granularity dynamically by ＂split-recombination＂ during the process of encryption and decryption.Based on it,the algorithm achieves a high speed of encryption and decryption.The isomorphic hardware which shared by encryption and decryption caused the cryptosystem has a strong practicability.The results of experiment show that the cryptosystem has high security.

关 键 词：细胞自动机 多粒度可逆细胞自动机 动力学复杂性 密码学 硬件同构 

分 类 号：TP309[自动化与计算机技术—计算机系统结构]