基于FPGA的混沌密钥系统设计.pdf

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1、申请学位级别硕士学科(专业)电子科学与技术论文完成日期2011．06答辩日期2011．06．26答辩委员会主席byRenHaipeng(ElectronicScienceandTechnology)ThesieSul：ProfeSSqWuXullesisSupervisor：ProfessoruJune2011一大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下。独立进行研究：【作所取得的成果，撰写成博／硕士学位论文==基王旦鱼△的邋渔查塑丕统邀过：，除论文中已经注

2、明引刚的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印什和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制

3、手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、‘中国学位论文全文数据库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式山版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权：H。不保密口(请在以上方框内打“√”)论文作者签名：位郏妈导师签名：舀够日期：,7勿11年6月夕g日√中文摘要摘要随着通信技术和计算机技术的迅速发展，全球的信息一体化已经成为必然的趋势。但是在信息的传播过程

4、中，可能会受到非法者的窃听和破坏，有可能导致不可估量的损失，因此信息的安全已成为广泛关注的问题。而混沌系统便是加密技术中一种非常有效的手段。如何利用混沌系统产生安全性高、统计性能良好的伪随机系列是当今信息安全领域的热点问题。本文论述的是基于FPGA的混沌密钥系统的设计以及实现，为此，本文主要从算法的设计与仿真、硬件实现和软件设计三方面对本系统进行了详细的阐述。(1)在算法设计方面，首先介绍了密码学、混沌理论以及混沌流加密技术的一些基本概念和方法。本文选择分段线性映射作为研究的出发点，设计了一种多混沌系统的

5、伪随机序列产生算法。为了解决数字环境下混沌系统的退化问题，采用了扰动系统变量、扰动系统参数、混沌级联以及增加辅助密钥的方法来改进混沌系统。(2)在硬件设计方面，首先阐述了FPGA的内部构造，然后详细介绍了混沌密钥系统各模块的verilog实现以及仿真，最后论述了硬件实现平台的设计。硬件实现平台由电源电路、FPGA配置电路模块、USB接口电路模块以及SDRAM电路模块四个部分组成，并对各模块的电路设计进行了说明。(3)在软件设计方面，主要介绍了固件程序、驱动以及人机交互界面的设计。通过对算法的仿真分析和加密

6、结果表明，该算法产生的伪随机具有信号复杂度高、密钥空间大、随机特性好等优点；通过Modelsim对verilog实现的模块进行仿真可以看出，本文正确实现了混沌密钥系统；此外，硬件实现平台以及应用界面均达到了预期的要求。关键词：混沌；分段线性映射；混沌扰动；USB2．0．J英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofthecommunicationtechnologyandcomputertechnology,theglobalinformationintegrationhas

7、becomeaninevitabletrend．Butinthedisseminationprocess，informationcouldbeaffectedbytheillegaleavesdroppinganddestruction，whichmayleadtoimmeasurableloss，SOthattheinformationsecurityhasbecomeawidespreadconcern．Butchaossystemisakindofveryeffectiveencryptiontec

8、hnologymeans．Howtousethechaoticsystemtoproducepseudo．randomsequencewithhighsafetyandgoodstatisticalperformanceistheissueoftheinformationsecurityfieldintheworld．Thisthesisdiscussesthedesignandimplementationofthechaot