混沌信號發(fā)生器與視頻混沌加密系統(tǒng)設(shè)計及其FPGA實現(xiàn).pdf

1、混沌是確定性系統(tǒng)中出現(xiàn)的類似隨機(jī)的行為。它是非周期的、有界的、但又不收斂的，對系統(tǒng)參數(shù)和初始條件高度敏感，而它的這些特性非常契合一個優(yōu)良加密系統(tǒng)所應(yīng)具備的特性。因此，在混沌同步實現(xiàn)之后，混沌就被運用到了工程技術(shù)等領(lǐng)域，而將混沌運用到保密通信領(lǐng)域是其中的一個重要方向。目前，混沌保密通信是國際上的一大研究熱點，具有非常重要的理論和實際價值。
　　本文主要提出了一種基于定點算法的通用混沌信號發(fā)生器的FPGA實現(xiàn)方法，以及在此基礎(chǔ)上設(shè)計了

2、一種基于FPGA的視頻混沌保密系統(tǒng)的方案。首先，對于任意給定的連續(xù)或離散時間混沌方程，設(shè)計基于定點算法的數(shù)字系統(tǒng)，通過狀態(tài)機(jī)來控制定點算法中的每一個運算步驟，其中包括非線性函數(shù)運算、迭代序列運算、迭代輸出值右移及向上取整、混沌迭代序列輸出四個步驟，有效的實現(xiàn)了在FPGA上產(chǎn)生混沌序列。另外，利用上述方法產(chǎn)生六維混沌序列對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，六維混沌加密系統(tǒng)的密鑰空間大，能抵御各種攻擊，使得加密后的視頻流具有較高的安全性，并且由于混沌系

3、統(tǒng)自同步的特性，因而在密鑰完全匹配的情況下能正確的解密。同時，采用FPGA這種完全純硬件的方式實現(xiàn)，利用FPGA的并行高速處理特性，能滿足動態(tài)視頻加密的實時性要求。
　　本文主要研究內(nèi)容包括：
　　1．基于定點算法的通用混沌信號發(fā)生器的FPGA實現(xiàn)方法。根據(jù)FPGA適合處理整型數(shù)據(jù)的特點，對于任意給定的混沌方程，設(shè)計基于定點算法的數(shù)字系統(tǒng)。通過狀態(tài)機(jī)來控制定點算法中的每一個運算步驟，其中包括非線性函數(shù)運算、迭代序列運算、迭代

4、輸出值右移及向上取整、混沌迭代序列輸出四個步驟，有效的實現(xiàn)了在FPGA上產(chǎn)生混沌序列。
　　2.基于FPGA的視頻混沌加密系統(tǒng)方案設(shè)計。使用六維離散混沌系統(tǒng)設(shè)計了一個閉環(huán)反饋的視頻混沌加密系統(tǒng)，對動態(tài)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，實現(xiàn)加密端和解密端的自同步，在解密端正確還原出原視頻信息，同時對六維混沌加密系統(tǒng)進(jìn)行安全性能分析。
　　3．基于FPGA技術(shù)的視頻采集系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)。本文較詳細(xì)的介紹整個視頻采集系統(tǒng)的設(shè)計流程，以及整體框架。整