1、基于噪声引导超混沌系统的身份认证方法研究,南开大学信息技术科学学院 古力,2,内容简介,基于超混沌同步的身份认证,噪声引导超混沌系统同步技术,二维超混沌系统特性研究,身份认证技术概述,3,一、身份认证技术概述,身份认证 是指计算机及网络系统确认操作者身份的过程，其目的是使通信双方建立信任关系。 在信息安全理论体系中，加密和认证是两个最重要的分支，其中身份认证作为信息系统的第一道安全保护门户，对信息系统安全起着至关重要的作用。,4,一、身份认证技术概述,1、智能卡,5,一、身份认证技术概述,2、生物特征认证 是采用每个人独一无二的生物特征来验证用户身份的技术。常见的有人脸图像、指纹识别，眼睛虹膜
2、、牙齿骨骼X光图像，DNA序列测定等。,6,一、身份认证技术概述,优点：从理论上来说，生物特征认证是最可靠的身 份认证方式。缺点： （1）生物特征识别的准确性和稳定性还有待 提高，特别是如果用户身体受到伤病或 污渍 的影响，往往导致无法正常识别，造成合法用 户无法登录的情况； （2）由于研发投入较大和产量较小的原因，生 物特征认证系统的成本非常高，目前只适合于 一些安全性要求非常高的场合如银行、军队等， 还无法大面积推广。,7,一、身份认证技术概述,3、用户名/密码认证方式（口令字） 优点：方法简单、成本低廉 缺点：不够安全,用户,认证服务器,密钥或加密的密钥,8,二、二维超混沌系统特性的研究
3、,1、方程的选择,9,2、简单的2-D Logistic方程 （1） （1）用解析的方法，求得方程有两个不动点 （0，0），（ ， ）,二、二维超混沌系统特性的研究,10,二、二维超混沌系统特性的研究,2、简单的2-D Logistic方程 （2） 画出混沌吸引子,图1 二维超混沌系统的奇怪吸引子，其中a11.66，a21.3，a31.1，a40.1迭代次数N20000,11,二、二维超混沌系统特性的研究,2、简单的2-D Logistic方程 （3） 画出混沌吸引子,12,二、二维超混沌系统特性的研究,2、简单的2-D Logistic方程 （4）Lyapunov指数谱,13,二、二维超混沌
4、系统特性的研究,2、简单的2-D Logistic方程 （5） Correlation Function,14,三、噪声引导二维超混沌系统同步,1、 噪声引导混沌同步技术在上世纪90年代，Martian等首先提出利用噪声引导混沌同步的思想，并研究了Logistic映射。 后来Minai等人用随机电报信号驱动双曲振子实现了同步； Raul Toral等人利用零均值高斯分布噪声驱动Lorenz系统同步,15,三、噪声引导二维超混沌系统同步,2、 噪声引导二维超混沌同步的原理对两个超混沌系统A：B A： B：,其中，a21.3，a31.1，a40.1，0.8a11.7,16,三、噪声引导二维超混沌系
5、统同步,2、噪声引导二维超混沌同步的原理,系统 A,系统 B,随机数生成器,输出状态A,输出状态B,17,三、噪声引导二维超混沌系统同步,3、数值模拟结果,系统A，B在白噪声 作用下的同步情况，a为x轴方向上的同步，b为y轴方向上的同步情况，其中,18,三、噪声引导二维超混沌系统同步,3、数值模拟结果,系统分别在x方向和y方向上，同步时状态量的分布情况。,19,四、基于维超混沌同步的身份认证,1、 认证系统框图,20,四、基于维超混沌同步的身份认证,1、 认证系统框图,Sever,Random Number Generator,Remote Driving Signal,Chaos Syste
6、m,Extract ID Code,Hash Function,ID Code,Comparator,Hash Code,Pass Verification?,B Server,Request,21,四、基于维超混沌同步的身份认证,2、 认证协议用户A向B发出一个认证请求（用户名，N1）；B在用户列表中找出注册用户A及其密钥，B产生一个随机驱动信号（，N1，N2），并发送给A；A、B同时用密钥初始化系统，并用相同的随机驱动信号驱动混沌系统进行迭代，使混沌系统达到同步；A、B用相同的方法从系统状态中提取认证信息；A对认证信息进行Hash运算后，把（Hash值，N2）发送给B；B对认证信息进行Ha
7、sh运算，和接收到的Hash值进行比较，若相同，则A的身份认证通过。,22,3、 特点和其他的身份认证采用密码方法不同，本方法以混沌系统为物理模型。和其他方法相比，本方法在通信信道中传送的是和系统无关的随机信号，因而可以避免受到攻击，具有更高的安全性；,四、基于维超混沌同步的身份认证,23,四、基于维超混沌同步的身份认证,4、存在的问题和今后的研究方向 主要问题：（1）进一步的安全测试； （2）安全性的理论证明； （3）硬件认证模块的实现；今后的研究方向： （1）进一步进行安全性测试； （2）进行硬件模块的设计实现； （3）进一步的应用研究，比如利用混沌同步进行序列密码 算法的设计、会话密钥协商方法设计等等。,谢谢大家,
