基于ARM平臺的超混沌視頻加密研究.pdf

1、產(chǎn)生隨機性能良好的混沌序列是將混沌用于加密系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?；煦缑艽a系統(tǒng)的安全性取決于混沌序列的復(fù)雜性,而超混沌的結(jié)構(gòu)和行為更為復(fù)雜,用來產(chǎn)生混沌序列可提高系統(tǒng)的安全性。數(shù)字化密碼系統(tǒng)(數(shù)字混沌加密和混沌通信)是混沌密碼的發(fā)展方向,但是混沌在數(shù)字系統(tǒng)中存在動力學退化問題,例如短周期問題等。混沌同步、混沌序列產(chǎn)生和加密速度的提高是混沌保密通信的關(guān)鍵技術(shù),雖然已提出很多解決方法,但實際通信中這些方法還是難以滿足要求,這些問題已成為混沌走向?qū)嶋H

2、工程應(yīng)用的障礙。本學位論文基于這些問題,為了提高加密序列的復(fù)雜性設(shè)計了一個新的超混沌系統(tǒng),研究了數(shù)字化實現(xiàn)方法,提出了一種混沌序列提取的方法,不但提高了混沌序列產(chǎn)生的速率,還克服了數(shù)字混沌的動力學退化問題,對這種超混沌數(shù)字偽隨機序列的統(tǒng)計性能進行了測試。設(shè)計了一個基于嵌入式的超混沌視頻加密系統(tǒng),提出了混沌同步、提高加密速率和UDP傳輸亂序的解決方法。本論文的主要工作有:
　　 (1)在研究一個已知的混沌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,通過引入外加

3、非線性項構(gòu)造了一個新的超混沌系統(tǒng)。對構(gòu)造的超混沌系統(tǒng)進行了動力學分析,包括耗散性、平衡點、穩(wěn)定性、分岔特性以及Lyapunov指數(shù)等特性分析,通過Matlab仿真得到該超混沌系統(tǒng)的吸引子,驗證了超混沌系統(tǒng)的特性。
　　 (2)用FPGA和ARM對新構(gòu)造的超混沌系統(tǒng)進行了離散化,建立了一種連續(xù)混沌系統(tǒng)的離散、量化模型,再通過D/A轉(zhuǎn)換后,用示波器觀察到了超混沌吸引子圖。提出一種提取混沌序列的方法,并從離散化超混沌系統(tǒng)中提取出了混沌

4、序列,不但提高了序列的復(fù)雜性和產(chǎn)生混沌序列的速度,而且還有效的解決了混沌在數(shù)字系統(tǒng)中存在動力學退化問題,用NIST序列檢測工具對得到的混沌序列進行檢測分析,結(jié)果表明產(chǎn)生的混沌序列通過了NIST的全部測試,證明該序列有良好的隨機性,適合用于加密。
　　 (3)設(shè)計了一個基于嵌入式的超混沌加密系統(tǒng),包括視頻采集和顯示、混沌加解密、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)饶K。在該系統(tǒng)中,引入多線程編程,提高混沌序列產(chǎn)生和加密的效率；在UDP傳輸過程中,對報文進行