[发明专利]基于耦合自触发元胞自动机加解密方法

摘要

本发明公开了一种基于耦合自触发元胞自动机的加解密算法，根据耦合和触发元胞自动机的性质，采用相互作用的n个元胞自动机作为一个整体，构造出耦合自触发元胞自动机加解密系统。仿真实验结果表明，该算法极大地提高了密钥空间，有效地阻止了蛮力攻击；同时，加密时随机数的引入使得攻击者不可能获得唯一的明文密文对，从而有效地抵御了已知明文攻击和选择密文攻击。

主权项

一种基于耦合自触发元胞自动机加解密方法，包括耦合自触发元胞自动机加密方法和解密方法，其特征在于：耦合自触发元胞自动机加密方法的具体步骤如下：1)明文经编码器编码成三列长度都为N的二进制位串A、B和C，用随机源生成6r位随机数，r为元胞自动机规则半径；2)在每列明文编码的后面分别添加2r位，同时分别存储在三个移位寄存器R₁、R₂和R₃中；3)将指针k置于最右侧元胞，即令k＝N+2r‑1；4)计算指针k对应元胞的先导状态值：根据该元胞当前状态值和移位寄存器R₁、R₂和R₃中的值，从规则表中的相应规则得到元胞的先导状态值；5)移位寄存器R₁、R₂和R₃右移一位；6)将(f_i,g_i,h_i)的值分别置入R₁、R₂和R₃的左侧，然后指针k左移一位，(f_i,g_i,h_i)为每轮的加密密钥；7)重复步骤4)、5)、6)，直到k＝0；此时完成一轮加密操作，如果需要进行n轮加密，则迭代n次；耦合自触发元胞自动机解密算法的具体步骤如下：1)首先生成一个解密指针p，p指向密文最左端数据，N为密文最右端数据，则设k＝N‑2r；2)根据解密密钥确定(f_i,g_i,h_i)的值；3)把这个值赋给p当前指向的元胞，并把p值加1；4)重复步骤2)、3)，直到p＝k，完成一轮解密；如果进行了n轮加密，则执行n轮解密，即可得到明文。