基于FPGA平臺(tái)的混沌保密通信以太網(wǎng)傳輸技術(shù).pdf

1、混沌是非線性系統(tǒng)所特有的一種非周期運(yùn)動(dòng)形式，是確定性系統(tǒng)的一種隨機(jī)性行為?；煦缦到y(tǒng)具有內(nèi)在隨機(jī)性、對(duì)初始值和系統(tǒng)參數(shù)高度敏感性等特性，使其具備一個(gè)優(yōu)良加密系統(tǒng)所應(yīng)有的特性，又由于混沌同步的實(shí)現(xiàn)，使得將混沌系統(tǒng)運(yùn)用到實(shí)際工程的加密成為可能。混沌保密通信已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)的前沿課題和研究熱點(diǎn)，有著非常重要的理論和實(shí)際意義。
　　基于混沌的優(yōu)良加密特性，本文主要提出了一種基于定點(diǎn)算法的通用混沌序列發(fā)生器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法，并在此基礎(chǔ)上提

2、出了一種使用混沌系統(tǒng)對(duì)字節(jié)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的方案，再進(jìn)一步設(shè)計(jì)了基于FPGA的混沌保密通信以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。
　　本文主要研究內(nèi)容包括：
　　1.基于定點(diǎn)算法的通用混沌信號(hào)發(fā)生器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法。為了提高算法的運(yùn)算速度和節(jié)省FPGA的資源，我們提出了一種基于定點(diǎn)算法的通用混沌序列產(chǎn)生的方案，對(duì)于任意給定的混沌方程，都能根據(jù)該方法設(shè)計(jì)出對(duì)應(yīng)的數(shù)字系統(tǒng)。該方案將混沌方程的算法劃分為非線性函數(shù)運(yùn)算、迭代運(yùn)算、迭代輸出值右移及向上取整、

3、混沌序列輸出四個(gè)步驟，并通過狀態(tài)機(jī)來控制算法中的每一個(gè)步驟，有效地在FPGA上產(chǎn)生混沌序列。
　　2.混沌加密模塊的實(shí)現(xiàn)方法。根據(jù)通用混沌信號(hào)發(fā)生器的定點(diǎn)算法，設(shè)計(jì)了六維離散時(shí)間混沌序列發(fā)生器及其對(duì)應(yīng)的加密模塊，文中詳細(xì)地說明了其實(shí)現(xiàn)過程。
　　3.基于FPGA的混沌保密通信以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)的整體方案。我們將已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了的六維離散時(shí)間混沌序列加密模塊應(yīng)用于以太網(wǎng)保密通信，設(shè)計(jì)了混沌保密通信的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)，將系統(tǒng)劃分為接收端和發(fā)

4、送端兩部分。其中，接收端由FIFO模塊、以太網(wǎng)通信模塊、加密模塊組成；發(fā)送端由FIFO模塊、以太網(wǎng)通信模塊和解密模塊組成。我們使用乒乓操作確保在發(fā)送端數(shù)據(jù)的加密與以太網(wǎng)幀的發(fā)送互不沖突，在接收端數(shù)據(jù)的解密和以太網(wǎng)幀的接收都互不影響。文中闡述了各個(gè)模塊的功能和相互間的聯(lián)系。
　　4.基于FPGA的以太網(wǎng)通信模塊的具體實(shí)現(xiàn)方案。為了提高傳輸速度，在TCP/I P協(xié)議簇中選擇了UDP協(xié)議，使我們的方案能適用于視頻信號(hào)的傳輸，為實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視