基于Ising模型的图加密算法研究

发布时间：2023-05-28 12:38

　　当前,得益于机器学习、人工智能等新兴技术的高速发展,海量的数据得以被产生,分析并加以应用,这有力地推动了社会经济的发展。图,作为一种数据结构,可以有效地表示蕴含复杂关系和丰富信息的数据,因而被广泛地应用到了数据的存储及处理等各个方面。与此同时,数据安全也得到了人们越来越多的重视。对数据进行加密是保证数据安全性的主要方法。然而,对于图结构数据来说,传统的加密方法会使其结构信息丢失。对这种加密数据的存储也不能继续使用针对图结构数据专门设计的数据库。这种方法虽然起到了保护数据信息的作用,但也极大地降低了存储和读取数据的便利性。因此,如何设计一种既可以保护数据的安全又能保留数据结构特性的加密机制是当前信息安全领域关注热点问题之一。本文将图加密和Ising模型的相关研究相结合,主要完成以下工作:1.在介绍密码学、图加密、Ising模型以及硬件加解密基础知识的基础上,详细分析了图加密的研究现状,提出一种针对图的加密方法,该方法既可以保留图的结构特性又可以保证信息安全。2.针对图数据的结构特点,利用Ising模型设计了图加密算法。首先把算法拆分成了一维数据加密算法、二维数据加密算法、树加密算法,然后...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 目前研究存在的问题
    1.4 研究内容和论文组织结构
第2章 密码学和图加密
    2.1 密码学
        2.1.1 秘钥密码
        2.1.2 公钥密码
        2.1.3 哈希密码
    2.2 图加密
        2.2.1 图的分类
        2.2.2 图加密方法
    2.3 本章小结
第3章 Ising模型和硬件加解密技术
    3.1 Ising模型
        3.1.1 模型定义
        3.1.2 模型状态变换分析
    3.2 硬件加解密技术
        3.2.1 密钥的安全保护
        3.2.2 系统完整性保护
        3.2.3 高速计算
    3.3 FPGA概述
        3.3.1 可配置的逻辑块
        3.3.2 输入/输出模块
        3.3.3 可编程内部连线
        3.3.4 时钟电路和其他逻辑资源
        3.3.5 硬件描述语言Verilog
        3.3.6 FPGA开发工具
    3.4 本章小结
第4章 基于改进Ising模型的图加密新算法
    4.1 一维数据加密算法
    4.2 二维数据加密算法
    4.3 二维数据Hash算法
    4.4 树加密算法
    4.5 图的加密算法及其分析
    4.6 实验结果与分析
        4.6.1 一维数据加密
        4.6.2 二维数据加密
        4.6.3 树加密
        4.6.4 图加密
    4.7 本章小结
第5章 基于FPGA的图加密算法硬件设计
    5.1 一维数据加密算法的硬件设计
        5.1.1 查找表S1和S2的实现
        5.1.2 一维数据并行化处理
        5.1.3 加密模块D1Enc
    5.2 二维数据加密算法的硬件设计
        5.2.1 查找表S的设计
        5.2.2 加密模块D2Enc
    5.3 树加密算法的硬件设计
    5.4 图数据加密通硬件设计
    5.5 FPGA设计的实现结果及分析
        5.5.1 Model Sim仿真
        5.5.2 实现结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3824604