基于logistic混沌算法的动态口令芯片设计电子与通信工程专业毕业设计毕业论文

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1、毕业论文论文题目：基于Logistic混沌算法的动态口令芯片设计学生姓名：学生学号：专业班级：学院名称：电子与通信工程指导老师：2012年6月5日47摘要为了解决信息安全问题，得到加密用的混沌随机数，本文分析了Logistic混沌模型，提出了一种便于硬件实现的离散Logistic混沌算法，并完成了其硬件结构设计。针对混沌随机数的典型应用，本文利用所述离散Logistic混沌算法硬件电路，完成了一款动态口令芯片的设计，其具有安全性好，性价比高，速度快等优点，其应用价值广。关键字：LogisticFPG

2、A动态口令混沌47AbstractInordertosovetheproblemofinformationsecurity,andgetthechaoticrandomnumbersforencryption,thispaperanalyzedtheLogisticrandomchaosmodelandgaveakindofdiscreteLogisticchaosalgorithmwhichiseasyforhardwarerealization,andcompleteditshardwarest

3、ructuredesign.Thedynamicpasswordchipisatypicalapplicationofrandomnumberinchaos,andthispaperusedthediscreteLogisticchaosalgorithmmentionedabove,andcompletedadynamicpasswordchipdesign,ithastheadvantagesofgoodsecurity,lowcost,highspeed,andextensiveapplica

4、tionvalue.Keywords:Logistic;FPGA;dynamicpassword;chaotic47目录一、引言6二、方案论证6三、Logistic混沌算法设计6(一)Logistic混沌模型分析6(二)离散化的Logistic混沌算法7(三)Logistic混沌算法系统设计8(四)Logistic混沌算法模块设计9四、动态口令芯片设计10（一）动态口令芯片的设计方案10（二）动态口令芯片的实现111.动态口令芯片硬件实现平台112.软件设计和仿真平台113.基于FPGA的硬件电路模

5、块设计12五、动态口令芯片的效果分析28六、结论29七、参考文献30八、附录31(一)动态口令芯片的电路图311.动态口令芯片的整体结构图312．Logistic核心算法模块结构313.基于FPGA设计的顶层电路图31(二)基于FPGA设计的动态口令芯片各个子模块的设计代码321.count模块设计代码322.求补码模块(minus)设计代码343.mux2_1模块代码344.diedai模块设计代码355.enable模块设计代码366.yingshe模块的设计代码377.xiaodou模块的设计

6、代码398.key模块设计代码409.deal模块的设计代码4310.dis_choose模块的设计代码4411.fenpin模块的设计代码4512.display模块的设计代码4647一、引言随着现代信息技术的不断发展，信息安全技术变得越来越重要。为了使信息在的过程中不被窃取，通常要采用加密技术[1]。比较通用的加密技术中，序列密码是一中和非常典型有效的加密方法[2]，其采用伪随机数序列和需要加密的内容进行运算，得到加密后的内容。混沌现象是一种确定性的，类似随机的过程，这种过程既非周期又不收敛，并

7、且对初始值有及其敏感的依赖性。从时域上看，混沌映射得到的序列类似于随机序列，相关性较弱，具有很好的类白噪声特性，因此可以用来产生伪随机信号或伪随机码[3]。Logistic映射是一种非常简单却被广泛应用的经典混沌映射[4-5]。动态口令技术是一种非常有效的身份认证&加密技术[6-7]。通常的动态口令技术采用时间同步的认证机制[8]，常用的算法是使用Hash函数的MDS算法[9]。该算法具有计算代价大，芯片成本高，专利授权费贵等缺陷。本文采用Logistic混沌模型，设计出一套可以用硬件实现的算法，并

8、利用该算法实现了一个动态口令IC，具有安全性好，性价比高，速度快等优点，应用价值广泛。本设计的实现平台采用FPGA，FPGA技术应用逐渐在中国得以推广，其广泛于数字通信技术，计算机应用技术，自动化控制等领域。FPGA的最新发展主要包括功能扩展和现场可编程技术，在原来离线的串/并行格式编程的基础上，创新产生了所谓的在线式可编程技术（ISP）和动态可重配技术（或称cachelogic）。使FPGA器件不仅仅是现场可编程，而且可用户在线可编程，动态容量可扩展，从而进一步提高