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时间:2019-01-31
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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
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