【硕士论文】混沌保密通信应用研究及在DSP上的实现.pdf

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1、北京工商大学硕士学位论文混沌保密通信应用研究及在DSP上的实现姓名：章雪晴申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：翁贻方20040501北京工商大学硕士学位论文。．680563V摘要本文的研究目的是通过对现有混沌密码技术、同步方法以及各种混沌模型的特性的研究和总结，在混沌系统的固有特性、混沌保密方法的安全性与实用性方面作进一步的探索，针对混沌的两大应用场合——混沌静态加密和混沌实时保密通信，分别提出新方法，利用新的混沌模型和新的算法，在DSP实验平台上得到实现，将混沌保密通信方法实用化，并试图增加混沌模型选择的灵活性。本文研究了无穷维时空混沌的动力学特性及其现有在

2、保密通信中的应用情况，得出了时空混沌模型在特定条件下用于混沌序列密码加密的依据，并选择耦合单峰映像格子模型作为工具，设计出一种混沌序列密码产生的算法，根据混沌变量之间互相关性的变化规律，选择适当的时间间隔和格子距离，并在基于PC—DSP串口通讯的实验平台上得到了加密解密的实现。实验结果表明，本方案对于多种格式的文件均有效，且加密后文件大小和格式均不变，等效密钥长度达到210bit，大于DES算法的128bit，也大于低维混沌系统Lorenz系统的180bit左右的密钥长度，安全性更高。本文还通过实验深入地研究了Lorenz等混沌信号的频谱特性。因为通常认为混沌信号具有宽频谱、

3、伪随机、类噪声等特性，往往直接使用混沌掩盖法进行信息的加密传输，而实验表明混沌信号的主要能量集中在低频段，直接用来进行混沌掩盖加密传输并不安全。因此，本文提出了一种将原始混沌信号中高频分量进行提取和放大的方法，设计出一种语音实时保密传输的方案，利用DSP的高速并行计算性能设计出一些新方法，实现了通信的同步和实时性要求，提高了混沌掩盖法的安全性，在DSP硬件平台上完成了语音的加密传输和解密播放的全过程。尽管由于实验平台的一些硬件限制，使得实验结果存在一些误差和噪声，但从应用方法研究实验的角度来看，本方案具有一定的理论价值和对实际应用的启发意义。文中所设计的方案的主要创新点有：①

4、首次采用时空混沌典型模型产生序列密码进行文件静态加密；②将原始混沌信号中高频分量进行提取和处理，使得频率特性适用于语音保密通信中，使得混沌掩盖保密通信方案更加安全。关键词：保密通信；序列密码；时空混沌；数字信号处理(DSP)混沌保密通信应用研究及在DSP上的实现AbstractT11cresearchobjectiveofthisPaDerisprobingfartherintothecharacteristicsofchaoticsystemandthesecurityandpracticabilityofthesecurecommunicationmethods．Thee

5、ncryptiontechnology,synchronizationmethodsandthecharacteristicsofchaoticmodelsarestudiedandsummarized．Aimingatthetwoapplicationdomains——chaoticstaticencryptionandchaoticreal—timesecurecommunication，Dewmethodsareproposed．NewchaosmodelsandarithmeticaledesignedandrealizedontheDSPdevices．whichm

6、akethesecurecommunicationmethodspractical．AnditiSmoreagilitytochooseachaosmodel．Thedynamiccharacteristicsofunlimited—dimensionsDatiotemporalchaosanditsapplicationsituationarestudiedanditiSeducedthatthespatiotemporalchaosmodelsCanbeusedtoproducechaoticstreamciphersunderspecialcondition．Akind

7、ofarithmetictoproducechaoticstreamciphersviathecoupledlatticesmodeliSproposedandthetime．intervalandthelattice—intervalarechosebasedontheinterpenetrationofthechaoticvariables．AndthearithmeticisappliedinaschemethatrealizedonaDSP-PCdeviceconnectedbyserialpo