基于嵌人式系统的混沌数字图像加密研究

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1、EmbeddedTechnology基于嵌人式系统的混沌数字图像加密研究凌大旺，禹思敏(广东工业大学自动化学院，广东广州510006)摘要：常用的PC级加密算法运算量过大，不适合在嵌入式设备上运行。为了使嵌入式设备的数据存储及传输能够安全地进行，利用混沌信号对数据进行加密以提高嵌入式设备数据的安全性。在ARM2440+Linux平台上实现了混沌信号生成功能并利用混沌信号对数字图像进行加密的实验，最终生成加密后的一份密文信息。关键词：混沌加密；嵌入式系统；ARM；图像加密；Linux中图分类号：TP751文献标识码：A文章编号：0258—7998(2012)03—00

2、20—03ResearchonchaoticencryptionofdigitalimagebasedonembeddedsystemsLingDawang，YuSimin(FacultyofAutomation，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：Theordinaryencryptionalgorithmbasedonthecomputerisnotsuitablefortheembeddeddevicesduetoconsiderablecomputation．Butin

3、ordertoprotectthedatainembeddedsystemwhensavingortransmitting，encryptthedatawithchaoticcharac—teristicaswellasportingitintheembeddeddevicesimprovesthesecurityofdatatransmission．DosomeexperimentwhichincludechaoticsignalsandencryptthedatawithchaoticsignalsintheARM2~0+Linuxplatform，atlast

4、createanencryptfile．Keywords：chaoticencryption；embeddedsystem；ARM；imageencryption；Linux随着信息技术的飞速发展，人们使用手机、PDA处理用于保密通信[21。而且混沌具有的初值敏感、参数可控电子商务、金融证券的网上交易、手机银行和平板电脑性和伪随机性的特性，正好吻合数据加密的两条原则：扩进行数据传输的频率也在不断地提高。但是用户的个人散和混乱。故混沌算法很适合用来进行数据加密f3]。重要信息(如密码、身份认证、交易信息等)并没有得到1嵌入式系统图像混沌加密实现原理【4】很好的保护，信

5、息一旦被非法入侵者窃取，就有可能造1．1混沌加密原理成巨大的损失。因此，信息安全对这类设备来说极其重混沌信号用于数据保密通信中有多种形式，混沌保要，这就要求此类的嵌入式系统设备应该具有很好的数密是利用混沌信号的各种特性来实现的。在数据的发送据保密功能。但是目前很多加密算法都是针对PC级的端将其作为密钥明文信息和混沌信号经加密变换后形并不适合在嵌入式设备中运行『l1。成密文，然后在信道中传送，在接收端知道解密密钥和混沌信号对初始条件高度敏感，即使是两个完全相解密变换的合法用户，能够得到正确的明文。这种加密同的?昆沌系统从几乎相同的初始条件开始演化，而它们原理主要是源于

6、传统的对称密钥加密算法。的轨道将很快变得互不相关，这使混沌信号具有长期不混沌加密中一个重要的因素是混沌同步，其决定混可预测性和抗截获能力。同时混沌系统本身又是确定性沌信号能不能运用到加密中，用能够同步的混沌信号加的，完全由非线性系统的方程、参数和初始条件所决定，密才能正确解密。所谓混沌同步是指一个系统的混沌动因此又使混沌信号易于产生和复制。混沌信号的隐蔽力学轨道收敛于另一个系统的混沌动力学轨道，以致两性、不可预测性、高复杂度和易于实现等特性都特别适个系统在以后的时间里始终保持步调的一致。目前常用基金项目：广东省“211工程”资助(粤发改[431】)20欢迎网上投稿w

7、ww．chinaaet．corn《电子技术应用》2012年第38卷第3期EmbeddedTechnology的混沌同步方法主要有以下几种：驱动一响应同步及串主频最高可达533MHz[。联同步法、主动一被动同步法、互耦合混沌同步法、自适硬件平台配置了256MB8bitNANDFlash、64MB应同步方法和神经网络同步方法等。本文所用的Chen32bit的SDRAM。通过以太网控制器芯片DM9000扩展系统是使用系统中的作为驱动变量来实现驱动一响了一个网口、一个SD卡接口、I／O扩展接口、触摸屏接应同步。下面以Chen系统为例对系统进行研究。口、RS一232串行通