混沌加密在智能家居數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、物聯(lián)網(wǎng)智能家居的快速發(fā)展為我們的生活帶來了便利，然而數(shù)據(jù)安全的隱患也日益凸顯出來，因此怎樣保障物聯(lián)網(wǎng)智能家居數(shù)據(jù)傳輸中的安全問題成了一個亟待解決的問題?；煦缂用茏鳛橐环N加密技術(shù)，因其諸多特性與傳統(tǒng)的密碼很相似而被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。另外又因為它對初值敏感、密鑰管理簡單等特點，漸漸的被推廣應(yīng)用?；煦缂用艿年P(guān)鍵因素是密鑰序列的隨機性和加密算法的設(shè)計，因此如何生成一個隨機性良好的序列及設(shè)計一個好的加密算法，對我們來說是一個有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本文

2、以此為研究背景，利用實際軟硬件平臺設(shè)計實現(xiàn)了一個基于混沌加密的智能家居數(shù)據(jù)保密傳輸系統(tǒng)。實驗結(jié)果顯示整個系統(tǒng)可以在硬件平臺上正常工作，達(dá)到了預(yù)期效果。本文研究內(nèi)容分為以下幾個部分：
　　首先對離散混沌映射的二值量化過程進(jìn)行研究，并結(jié)合已有的量化方法提出一種新的二值序列提取方法。與傳統(tǒng)方法使用混沌參數(shù)控制隨機序列生成不同的是，其使用外部密鑰控制隨機序列的生成過程。使用外部密鑰經(jīng)數(shù)學(xué)變換得到混沌方程的初始值并迭代生成實數(shù)序列fn，再用

3、fn結(jié)合外部密鑰變換得到混沌方程初始值并迭代、轉(zhuǎn)換得到整數(shù)序列vn。提取偽隨機序列時vn決定選取fn二進(jìn)制表示時小數(shù)點后的第幾位，以此來提取二值序列。為測試得到的序列的性能，本文使用NIST提供的STS測試套件對其進(jìn)行測試。實際測試結(jié)果顯示新方法生成的序列擁有良好的隨機特性，符合實際應(yīng)用的安全需求。
　　其次，對幾類加密算法進(jìn)行研究和分析，選擇較好的方法結(jié)合生成的混沌序列設(shè)計了一種加密算法、密鑰同步及密鑰管理方法。因混沌序列有良好

4、的隨機性，所以用流密碼加密結(jié)合數(shù)學(xué)運算的加密方式比較適合嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。采用在第一包數(shù)據(jù)前加一個確認(rèn)信號的方法，實現(xiàn)解密端與加密端處理數(shù)據(jù)的同步操作。加密端和解密端只留有一個外部秘鑰輸入接口，使密鑰管理變得更方便。使用外部密鑰取代參數(shù)作為密鑰，擴展了密鑰空間、提高了系統(tǒng)安全性、簡化了密鑰管理。為檢測實際的綜合加密性能，本文還進(jìn)行了相關(guān)測試實驗。測試結(jié)果表明，此算法在提高加密速度的情況下具有良好的加密效果。
　　隨后，結(jié)合混沌