基于FPGA的简化Lorenz混沌系统的PRSG的设计与实现

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1、中图分类号卫塑!垒：垒2UDC38硕士学位论文学校代码!箜≥三密级垒五基于FPGA的简化Lorenz混沌系统的PRSG的设计与实现DesignandimplementationofPRSGofthesimplifiedLorenzchaoticsystembasedonFPGA作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：叶正伟．电子与通信工程混沌保密通信物理与电子学院孙克辉教授张志强高级工程师论文答辩日期业5答辩委员会主席二挲譬气p中南大学2013年5月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师

2、指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：茸厦堆日期：-2止年上月——日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学

3、位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信，gN．务。作者签名：吐丝磕导师签名：中南大学硕士学位论文摘要基于FPGA的简化Lorenz混沌系统的PRSG的设计与实现摘要：伪随机序列(Pseudo．RandomSequence，PRS)在信息加密、扩频通信等许多科学技术和工程领域中都有着十分广泛的应用，设计性能优良的伪随机序列已成为当前研究热点。混沌由于其良好的伪随机特性，使得基于混沌理论的伪随机序列发生器(Pseudo—RandomSequenceGener

4、ator，PRSG)的研究成为一种新的、有益的探索，在理论研究和工程应用领域都有着重要的现实意义。本文以简化Lorenz系统为主要研究对象，研究了一种基于混沌系统构造伪随机序列发生器的设计方法。首先分析了简化Lorenz混沌系统的特性，以现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，FPGA)作为硬件开发平台，基于模块化的设计理念，遵循IEEE．754标准，采用硬件描述语言VerilogHDL，设计了实现混沌系统所需的浮点加减运算模块，乘法运算模块，初值选取模块，数据传输模块，时序控制模块等，解决了

5、FPGA不便进行浮点运算的问题。完成了混沌系统的设计，经过配置与调试，在FPGA上实现了简化Lorenz系统。设计了混沌伪随机序列(ChaosPseudo—RandomSequence，CPRS)量化算法，对生成的混沌伪随机序列进行了复杂度分析，分析结果表明，量化算法提高了序列的复杂度。依据美国国家标准与技术研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology，NIST)提供的伪随机序列性能测试标准，对FPGA产生的混沌伪随机序列进行了性能测试，测试结果表明，生成的伪随机序列性能良好，并

6、可提供多种长度的序列，为混沌伪随机序列在信息安全中的应用研究奠定了基础。图27幅，表9个，参考文献81篇。关键词：混沌；简化Lorenz系统；FPGA；PRSG；NIST测试分类号：TN914．42中南大学硕士学位论文Abs仃actDesignandimplementationofPRSGofthesimplifiedLorenzchaoticsystembasedonFPGAAbstract：Pseudo—RandomSequence(PRS)iswidelyappliedinmanyfieldsofscienceandt

7、echnology，suchasinformationencryptionandspreadspectrumcommunication．Howtodesignthepseudo-randomsequencewithgoodperformancehasbecomeahottopicatpresent．Duetogoodpseudo．randompropertiesofchaos，theresearchofPseudo．RandomSequenceGenerator(PRSG)basedonchaostheorybecomesa

8、newandbeneficialexploration，whichhasimportantpracticalsignificanceinthefieldoftheoreticalresearchandengineeringapplications．Inthisdissertation，ad