[发明专利]一种基于时滞混沌迭代的数字签名方法及装置

摘要

一种基于时滞混沌迭代的数字签名方法及装置，属于通信技术领域。数字签名生成过程包括：1)对明文进行ASCII编码并对值域线性量化，2)一维时滞混沌迭代，3)带密钥的Hash函数变换，4)加密等步骤；数字签名认证过程包括：5)对接收的明文信息进行与数字签名的生成过程相同的步骤生成一个Hash值，6)对接收的数字签名(Hash值)进行解密，7)认证等步骤。本发明利用时滞混沌迭代的敏感性和遍历性，将明文信息调制在时滞混沌迭代的迭代轨迹(过程)中，使其产生的Hash值具有更大的密钥空间和具备更高的安全性；本发明适用于各种需要进行数字签名进行验证的文本、音视频文件等的安全传输场合，具有运算简单、速度较快，不可逆、防伪造，抗攻击性和碰撞性强的特点。

主权项

一种基于时滞混沌迭代的数字签名方法，包括数字签名的生成过程和认证过程，所述数字签名的生成过程包括以下步骤：步骤1：对待数字签名的明文信息M(k)，其中k＝1，2，3，…K，K为明文信息M(k)的长度，以字符为单位进行ASCII编码，得到明文信息M(k)的ASCII编码序列Asc(M[k])，编码序列Asc(M[k])的每一个ASCII编码的值域范围在[0，255]之间；然后根据ASCII编码的值域范围对编码序列Asc(M[k])进行线性变换的量化处理，得到符合时滞混沌迭代参数所要求的值域范围[12，12.8]的离散序列C(k)，C[k]＝g+0.001×Asc(M[k])，其中g为取值范围在[12，12.545]之间的一个常数；步骤2：对步骤1所得的离散序列C(k)进行时滞混沌迭代，获得离散时滞混沌序列xiK-1(i∈[1，N])；具体方法为：利用一维时滞混沌迭代公式xn+1＝asin2(xn+b)对离散序列C(k)中的C(1)、C(2)、C(3)直至C(K)顺序进行K轮时滞混沌迭代，其中，1≤n≤N，N为每轮时滞混沌迭代的次数；a和b为每一轮时滞混沌迭代的固定参数，且a∈[12.000，12.8000]，b∈[0.000，0.300]；第一轮迭代时，令a＝C(1)、选定任意一个初值x1，得到N次迭代后与C(1)相关的迭代结果xN+10；第二轮迭代时，令a＝C(2)、以第一轮时滞混沌迭代的迭代结果xN+10为初值x1，得到N次迭代后与C(1)和C(2)相关的迭代结果xN+11；第三轮迭代时，令a＝C(3)、以第二轮时滞混沌迭代的迭代结果xN+11为初值x1，得到N次迭代后与C(1)、C(2)和C(3)相关的迭代结果xN+12；直至第K轮迭代时，令a＝C(K)、以第(K-1)轮时滞混沌迭代的迭代结果xN+1K-2为初值x1，得到N次迭代后与C(1)、C(2)、C(3)……C(K)相关的离散时滞混沌序列xiK-1(i∈[1，N])，即x1K-1x2K-1x3K-1……xNK-1xN+1K-1；步骤3：对步骤2所得离散时滞混沌序列x1K-1x2K-1x3K-1……xNK-1xN+1K-1进行带密钥的Hash函数运算，获得定长值为L的混沌Hash值H1；步骤4：对步骤3所得混沌Hash值H1进行加密处理，得到最终的数字签名；步骤5：发送方将明文信息M(k)和步骤4所得的数字签名进行组合后发送到通信信道；所述数字签名的认证过程包括以下步骤：步骤6：接收方从通信信道中接收来自于发送方的明文信息和数字签名后，进行下述步骤7至步骤9的处理；步骤7：接收方对接收到的明文信息按照步骤1至步骤3进行处理，得到混沌Hash值H2；步骤8：接收方对接收到的数字签名进行与发送方相对应的解密处理，得到混沌Hash值H3；步骤9：判断步骤7所得混沌Hash值H2和步骤8所得混沌Hash值H3是否一致，如果一致，则通过认证；否则，不通过认证。