基于混沌的保密視頻通信系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著近代科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日新月異，現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)在人們的生活中越來越不可替代，互聯(lián)網(wǎng)可以用在醫(yī)療，教育，商業(yè)甚至是國防領(lǐng)域。有了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，人們可以利用因特網(wǎng)，將文字、聲音、圖像、視頻等消息發(fā)送到世界上任何一個(gè)地方。但是，同時(shí)互聯(lián)網(wǎng)又是一把雙刃劍?；ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)給全世界人民都帶來極大便利的同時(shí)，關(guān)于互聯(lián)網(wǎng)信息安全的問題也日益增多。美國“棱鏡”計(jì)劃曝光之后，網(wǎng)絡(luò)信息安全已成為學(xué)術(shù)界、企業(yè)界和政府部門所共同關(guān)注的熱點(diǎn)問題。混沌理論在安全領(lǐng)域

2、的應(yīng)用發(fā)展迅速。混沌信號(hào)對(duì)初始值非常敏感性，混沌序列也有良好的隨機(jī)性，這兩點(diǎn)特性與密碼學(xué)密鑰的不確定性要求相吻合;混沌軌道的混合特性與加密體制中的的擴(kuò)散性相吻合，理論特性上的關(guān)聯(lián)性讓二者的結(jié)合成為必然。
　　本文致力于設(shè)計(jì)一個(gè)基于混沌的視頻加密傳輸系統(tǒng)。首先，分別闡述了混沌序列以及密碼學(xué)體制，闡明把混沌序列應(yīng)用在視頻加密領(lǐng)域會(huì)有廣闊的前景。然后，分析了Logistic系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列:在理論上，會(huì)產(chǎn)生沒有周期的Logistic混

3、沌隨機(jī)數(shù)列;在現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)樘幚砥鞯挠?jì)算精度有限，每一處理都會(huì)損失一部分?jǐn)?shù)據(jù)，多次迭代之后，就會(huì)退化成為周期數(shù)列，并且Logistic混沌序列分布不夠均勻。針對(duì)以上問題，本文提出把不同序列發(fā)生器結(jié)合在一起的解決方案:用Lorenz混沌系統(tǒng)產(chǎn)生與廣義三階Fibonacci系統(tǒng)級(jí)聯(lián)產(chǎn)生的序列擾動(dòng)Logistic混沌序列，本方案作為系統(tǒng)基本的混沌序列發(fā)生器。文中對(duì)視頻圖像的加密分為置亂和擴(kuò)散兩個(gè)階段。在加密過程的置亂階段，利用層疊打破Cat映射

4、的周期性對(duì)視頻圖像置亂和逆置亂。在加密過程的擴(kuò)散階段，使用之前提出新的基本混沌序列發(fā)生器，對(duì)置亂后的數(shù)據(jù)異或擴(kuò)散。接著，提出一種基于橢圓曲線的雙私鑰匿名身份認(rèn)證和密鑰同步算法，認(rèn)證雙方生成不同簽名，雙向進(jìn)行簽名驗(yàn)證，確保系統(tǒng)安全性，在身份認(rèn)證的最后階段，實(shí)現(xiàn)初始密鑰同步，確保加密雙方在同一初始條件下實(shí)現(xiàn)加密解密。最后，設(shè)計(jì)出完整的視頻加密傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)，在線視頻監(jiān)控、在線會(huì)議、在線教育以及本地視頻加密解密的功能。同時(shí)