基于fpga的可重构混沌加密仪的设计与实现

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1、大连理工大学硕士学位论文基于FPGA的可重构混沌加密仪的设计与实现姓名：张帅申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：马洪连20081201人连理l：人学硕十学位论文摘要当今，随着信息技术的发展，信息处理的规模已经远远超过了人们的预期。信息以几何级数增长的趋势，使得急需保护的重要数据也相应增加。这就给现实世界中的信息处理能力，提出了不可避免的挑战。传统的单处理器、不可演化的信息加密模式，已经不能满足现在的海量数据处理需要，因此并行化、可重构的信息加密方法成为解决这类问题的一种可选方案。本课题的提出是应长江河道采砂管理局的需要，在长江采砂船作业实时监控系统中，完成图像数据传送前的加密工

2、作。为此，本文提出了一种应用于嵌入式领域的数掘加密仪的设计与实现方案。该方案融合了基于FPGA的可重构技术、混沌加密技术和应用于大规模集群系统中的Map／Reduce技术，设计并实现了可重构的混沌加密仪。该方案不仅很好的满足了当前用户的需求，并且为今后数据加密方法的演进铺平了道路，并为今后相似的项目提供了一个很好的开发平台和设计思想。本文首先分析了用户的实际需求，在此基础上结合当前混沌加密技术和并行计算技术的最新发展现状，提出了一种基于FPGA处理器的可重构加密仪设计方案。然后根据所提出的方案，对该项目进行了整体的设计和各个功能子模块的实现。接下来，在完成硬件平台的选型后，本文设计了功能完

3、善的硬件平台，并利用VHDL语言实现了基本的逻辑控制算法。然后，进行了相应的操作系统移植和应用软件的设计。最后，对该项目进行了认真细致的测试，确保能提供一个无误、高效、可演进的系统。另外，本文总结了项目开发所取得的成果，并针对自身不足提出改进意见，为今后相关的课题研究工作进行展望。关键词：可重构；FPGA；混沌加密；Map／Reduce；并行计算人连理I：火学硕+学位论文DesignandImplementationofRecon69urableChaoticEncryptionSystemBasedonFPGAAbstractToday，嘶nlthedevelopmentofinform

4、ationtechnology，informationprocessingscaleisfarbeyondwhatpeoplehaveexpected．Theamountofinformationraisesgeometrically，atthesametime，theneedofprotectingimportantdataalsoincreases．Thesemakeinevitablechallengestotherealworldofinformationprocessingability．Thetraditionalsingle-processor,not—evolutionof

5、informationencryptionmodewouldnolongermeetthecurrentneedsofmassivedata,buttheparallelandreconfigurableinformationencryptionmodecouldprovideasolutiontotheseproblems．AccordingtotherequirementofChangJiangRiverWayDepartmentofmanage，inthisthesis，thereconfigurableencryptionsystemcompletesreal-timeimagee

6、ncryptionwork，beforetheimagesaresenttosandminingmonitoringsystem。Thesystem，combiningwithFPGA—basedreconfigurabletechnology，chaoticencryptiontechnologyandtheMap／Reducetechnologythatisusedinlarge·scaleclustersystem．designsandimplementsareconfigurablechaoticencryptionsystem，thesystemisgoodtomeetnoton

7、lythecurrentuserneeds，butalsothefutureevolutionofencryptionmethods，whichpavesthewayforfuturesimilarprojectsandprovidesallexcellentplatformforthedevelopment．First,thisthesisanalyzestheuser’sactualneedsandthelatest