[发明专利]一种面向无线传感器网络的混沌消息认证码实现方法

权利要求书

1.一种面向无线传感器网络的混沌消息认证码实现方法，其特征在于：

所述混沌消息认证码实现方法包括以下步骤：

1)首先，面向无线传感节点采用基于整数型计算的Logistic混沌映射函数，Logistic混沌映射函数的迭代式即为：

zn+1=zn<<2-zn2>>6-1---(I-10)]]>

其中，z_n＝ax_n+a，取a＝2^L-1，L为机器字节的长度；

2)采用具有动态Feistel结构特性且分组长度仅为8比特的分组加密算法，具体如下：

给出一种8比特分组Feistel结构，明文的一个分组被分为高位和低位的各4比特，分别记为L_i和R_i，在轮密钥k_i的作用下，R_i通过f函数后与L_i异或生成新的R_i，而L_i变为新的R_i，由此完成一轮的Feistel结构加密；

f函数为8比特的整数混沌计算式，低四位的R_i首先被扩充到8比特，与同样8比特的轮密钥k_i异或后，输入到上述的一个精度为8比特的整数型Logistic混沌映射中进行8比特整数混沌计算；输出的8比特再次分为高低各4比特位，相互异或后生成最终的输出F；

3)基于该分组加密算法实现长度为32比特的消息认证码，具体过程如下：

3.1)首先引入常见的密文反馈链模式，构造一个混沌Hash函数，用于计算消息的摘要，即消息认证码；将原始消息M记为M₁，M₂，...，M_n-1，M_n的长度为1字节，采用上述的具有Feistel结构的8比特混沌分组加密函数；

3.2)在初始密钥k₁的作用下，M₁被加密成与其等长的k₁和h₁作为S函数的输入参数，计算最终的输出；同时，h₁与新的迭代值x₂在f函数作用下生成下一分组所需的密钥k₂；重复上述步骤，直到处理完所有消息分组，最终的消息认证码的字节长度记为b，采用一个字节数组CMAC[b]来表示。

2.如权利要求1所述的一种面向无线传感器网络的混沌消息认证码实现方法，其特征在于：所述步骤2)中，在明文分组进入轮加密之前，首先对8比特数据进行P置换，完成初步的扩散。随后的加密过程中的轮数可变，同一般的Feistel结构分组加密一样，最后一轮时，省去最后输出的左右交互步骤。轮加密完成后，再一次对8比特数据进行P置换。

3.如权利要求1或2所述的一种面向无线传感器网络的混沌消息认证码实现方法，其特征在于：所述步骤3.2)中，H的长度为1字节，消息认证码CMAC的长度b个字节，将H的每一位扩散到这b个字节单元的对应比特位上；Hash函数的另一个输入值K作为索引值Index，用于确定目标单元在数组CMAC[b]中的下标；

如下定义H_i：将输入值H的第i位数据保留，其余比特位置零。

函数具体的计算过程为，对于i＝1～8，分别进行如下操作：

3.2.1)K循环左移i-1位，截取K的前n位构成整数Index。其中，n的值和CMAC长度b之间满足：

2ⁿ＝b                                (III-1)

3.2.2)以Index值作为下标，进行如下操作：

CMAC[Index]=CMAC[Index]⊕Hi---(III-2)]]>

f函数为：

k_n＝x_n+h_n-1 mod x_max＝L(k_n-1)+h_n-1 mod x_max     (III-3)

其中，L为(I-10)式的混沌映射，x_max为映射过程中的迭代值上限。