江苏大学学报(自然科学版)

作者：陆雅雯,李正权,谭立容,顾斌,邢松

单位：1. 江南大学 物联网工程学院， 江苏 无锡 214122； 2. 江苏省未来网络创新研究院， 江苏 南京 211111； 3. 南京信息职业技术学院 电子信息学院， 江苏 南京 210023； 4. 加利福尼亚州立大学 信息系统系， 美国 洛杉矶 90032

关键词：S盒, 超混沌系统, Lyapunov指数, 粒子群优化算法, 遗传算法, 爬山算法

基金：未来网络科研基金资助项目 (FNSRFP2021YB11); 111引智计划基金资助项目(B12018); 无锡市科技发展资金资助项目(G20213001)

针对目前基于混沌系统所构造的S盒难以拥有良好密码学性能的问题，提出一种基于超混沌系统及遗传粒子群优化算法的S盒设计方案.在一维混沌映射基础上，引入正余弦函数以及指数因子，构造一个二维超混沌系统，从系统分叉图、相图、Lyapunov指数图进行性能分析，该混沌系统在参数范围内有着连续的超混沌区间，混沌行为复杂.通过改变混沌系统的初值、参数以及迭代次数可以动态生成S盒，随后结合粒子群优化算法和遗传算法提出一种针对S盒的遗传粒子群优化算法，将混沌系统生成的S盒作为初始种群，利用粒子群算法改进遗传算法中的交叉操作，同时结合爬山算法提出一种新的变异策略.为验证所生成S盒性能，对S盒的双射特性、非线性度、严格雪崩准则、差分均匀性及输出比特间独立性进行仿真测试，仿真结果表明：所提出的优化算法能够生成非线性度、差分均匀性、输出比特间独立性方面表现良好的S盒.

来源：2024年第6期

《江苏大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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