刘海峰 邹丹阳

（陕西科技大学 陕西省西安市 710021）

随着信息技术的不断发展，对传统加密体制的安全性能要求也在提高。传统的AES 算法的S 盒具有迭代周期较短的特点，严重地影响了S 盒的安全性[1]。同时，密钥扩展算法存在缺陷：轮密钥与种子密钥之间的关联性很强，一旦截取任意一轮子密钥，就可以通过已知的扩展算法计算出所有加密密钥，算法的安全性无法得到保障[2]。为了提高AES 算法的安全性能，现针对上述两个缺陷进行如下改进：采用新的仿射变换对来改进S 盒，同时基于流密码的特点，改进AES 算法的密钥扩展过程。

混沌系统由于具有对初始值敏感、内随机性及无周期性等特点，天然地与密码加密体制联系起来。欧成园等采用两种超混沌系生成混沌加密序列，产生的第一组序列与明文进行异或后，再使用第二组序列与用户密钥进行异或作为AES 加密的初始密钥，显著的扩大了加密密钥空间[3]。王勇等人通过与神经网络结合的方式，产生的超混沌序列作于图像加密的种子密钥进行AES 加密[4]。已有的通过混沌系统与加密算法的结合，常采用混沌映射对图像进行一定的扩散处理，或是使用混沌映射产生的序列作为AES 加密的种子密钥，未能充分利用混沌序列具有的良好随机性特点。本文使用超分数阶Chen 超混沌系统产生一种通过NIST 测试的可证明随机的序列作为密钥流，利用该密钥流采用类似一次一密加密的方式替代原始的密钥扩展过程，由于密钥流是均匀分布的离散无记忆随机序列，使得算法更难被破译，提高了算法的安全性。……