工程科学学报，第37卷，第1期：125131,2015年1月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.1:125-131,January 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.01.019:http://journals.ustb.edu.cn 基于与Tent Map拓扑共轭系统的混沌流加密方案设计 田 清)区，徐正光”，田立2 1)北京科技大学自动化学院，北京1000832)北京航空航天大学宇航学院，北京100191 ☒通信作者，Email:qingtiantq@hotmail.com 摘要利用与Tent Map拓扑共轭的两类混沌系统，以及产生独立均匀分布密钥流的方法，设计了一种通用的流加密方案. 此方案类似数字信封，但传递过程中不传输具体加密使用的密钥流，只传输随机产生的Tent Ma即初值以及两个系统的参数值 作为系统密钥，产生两列独立同分布的密钥流对原始图像进行两次密文反馈异或加密。该方案达到初始值掩盖的目的，增加 了截获者破译的难度.图像加密的实验结果显示该方案安全且有效 关键词图像通信：密码术；混沌系统：图像处理：拓扑 分类号TP391 Chaotic stream encryption scheme based on topological conjugate chaotic systems of Tent map TIAN Qing,XU Zheng-guang,TIAN Li2) 1)School of Automation,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Astronautics,Beihang University,Beijing 100191,China Corresponding author,E-mail:qingtiantq@hotmail.com ABSTRACT A general chaotic stream encryption scheme is proposed by using two chaotic systems which topologically conjugate with Tent map and a method to generate independent and identically distributed chaotic streams.The stream encryption scheme is similar to the digital envelop,but the difference is that we only transport the initial values of Tent map and the parameters of the two chaotic sys- tems as the initial key.According to the conjugate relation,the initial values of the chaotic systems are obtained to achieve the purpose of masking these initial values.We calculate two independent and identically distributed chaotic key streams based on the two chaotic systems to encrypt the plaintext through twice feedback XOR.An application result of image cryptograph illustrates that the stream en- cryption scheme is effective and secure. KEY WORDS image communications:cryptography:chaotic systems;image processing;topology 流密码也称为序列密码，其基本思想是将待加密译的，其常用的方法有线性反馈移位寄存器法(LF- 的明文分成连续的字符或比特，然后用相应的密钥流 SR)、非线性反馈移位寄存器法(NLFSR)、有限自动机 对之进行加密，密钥流由种子密钥通过密钥流生成器 法、线性同余法等.如今，流密码技术已经广泛的应用 产生，具有实现简单、便于硬件实施、加解密处理速度 于移动通信、数字多媒体等，常用的流密码算法有RC4 快、没有或只有有限的错误传播等特点·习.流密码 算法、SEAL算法、A5和Rambutan算法D- 的核心技术是伪随机发生器，当流密钥序列是具有均 混沌系统具有初始条件敏感、无周期、伪随机等基 匀分布的离散无记忆随机序列时，在理论上是不可破 本特性，并且与密码学之间有着紧密的联系，吸引越来 收稿日期：2013-11-27 基金项目：国家自然科学基金资助项目(60573058)工程科学学报，第 37 卷，第 1 期: 125--131，2015 年 1 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 1: 125--131，January 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 01． 019; http: / /journals． ustb． edu． cn 基于与 Tent Map 拓扑共轭系统的混沌流加密方案设计 田 清1) ，徐正光1) ，田 立2) 1) 北京科技大学自动化学院，北京 100083 2) 北京航空航天大学宇航学院，北京 100191  通信作者，E-mail: qingtiantq@ hotmail． com 摘 要 利用与 Tent Map 拓扑共轭的两类混沌系统，以及产生独立均匀分布密钥流的方法，设计了一种通用的流加密方案． 此方案类似数字信封，但传递过程中不传输具体加密使用的密钥流，只传输随机产生的 Tent Map 初值以及两个系统的参数值 作为系统密钥，产生两列独立同分布的密钥流对原始图像进行两次密文反馈异或加密． 该方案达到初始值掩盖的目的，增加 了截获者破译的难度． 图像加密的实验结果显示该方案安全且有效． 关键词 图像通信; 密码术; 混沌系统; 图像处理; 拓扑 分类号 TP391 Chaotic stream encryption scheme based on topological conjugate chaotic systems of Tent map TIAN Qing1)  ，XU Zheng-guang1) ，TIAN Li2) 1) School of Automation，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Astronautics，Beihang University，Beijing 100191，China  Corresponding author，E-mail: qingtiantq@ hotmail． com ABSTＲACT A general chaotic stream encryption scheme is proposed by using two chaotic systems which topologically conjugate with Tent map and a method to generate independent and identically distributed chaotic streams． The stream encryption scheme is similar to the digital envelop，but the difference is that we only transport the initial values of Tent map and the parameters of the two chaotic sys￾tems as the initial key． According to the conjugate relation，the initial values of the chaotic systems are obtained to achieve the purpose of masking these initial values． We calculate two independent and identically distributed chaotic key streams based on the two chaotic systems to encrypt the plaintext through twice feedback XOＲ． An application result of image cryptograph illustrates that the stream en￾cryption scheme is effective and secure． KEY WOＲDS image communications; cryptography; chaotic systems; image processing; topology 收稿日期: 2013--11--27 基金项目: 国家自然科学基金资助项目( 60573058) 流密码也称为序列密码，其基本思想是将待加密 的明文分成连续的字符或比特，然后用相应的密钥流 对之进行加密，密钥流由种子密钥通过密钥流生成器 产生，具有实现简单、便于硬件实施、加解密处理速度 快、没有或只有有限的错误传播等特点［1 － 3］． 流密码 的核心技术是伪随机发生器，当流密钥序列是具有均 匀分布的离散无记忆随机序列时，在理论上是不可破 译的，其常用的方法有线性反馈移位寄存器法( LF￾SＲ) 、非线性反馈移位寄存器法( NLFSＲ) 、有限自动机 法、线性同余法等． 如今，流密码技术已经广泛的应用 于移动通信、数字多媒体等，常用的流密码算法有 ＲC4 算法、SEAL 算法、A5 和 Ｒambutan 算法［3 － 5］． 混沌系统具有初始条件敏感、无周期、伪随机等基 本特性，并且与密码学之间有着紧密的联系，吸引越来