隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,圖像加解密技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中。傳統(tǒng)的基于混沌的圖像加解密系統(tǒng)的安全性完全取決于混沌系統(tǒng)的性能,低維混沌系統(tǒng)又容易被選擇明文、已知明文等常見的攻擊技術(shù)破解,而高維的混沌系統(tǒng)又存在諸如實(shí)現(xiàn)成本高,運(yùn)行速率低等缺點(diǎn),無法滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)高速高帶寬的安全需求�；诎雽�(dǎo)體激光器的混沌系統(tǒng)因?yàn)槠涓咚佟⒏邘挼葍?yōu)點(diǎn)得到了廣泛的研究。半導(dǎo)體環(huán)形激光器作為一種新穎的器件,其擁有普通半導(dǎo)體的眾多優(yōu)點(diǎn),易集成于芯片,且因?yàn)槠洵h(huán)形的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)使其可以同時(shí)存在兩種光的傳播模式,可用于并行數(shù)據(jù)處理。因此,本文將半導(dǎo)體環(huán)形激光器混沌系統(tǒng)應(yīng)用于圖像加解密方案中用于提高算法的安全性和加解密效率,并通過數(shù)值仿真驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方案的可行性,主要研究?jī)?nèi)容如下:1.提出互耦合的半導(dǎo)體環(huán)形激光器混沌系統(tǒng),并給出了模型結(jié)構(gòu)和速率方程,通過提取自相關(guān)函數(shù)的峰值分析了注入強(qiáng)度、頻率失諧和線寬增強(qiáng)因子等參數(shù)對(duì)時(shí)延特征的影響,給出了可以在可控參數(shù)的更大動(dòng)態(tài)可調(diào)范圍內(nèi)同時(shí)獲得4路高速高帶寬且時(shí)延特征被有效隱藏的混沌信號(hào)的方法。2.提出了基于半導(dǎo)體環(huán)形激光器混沌同步系統(tǒng)的真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方案,通過有效結(jié)... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1兩路異或方案

[17]。圖1.3 延遲異或方案[20]2014 年，西南大學(xué)課題組通過互耦合半導(dǎo)體激光器，經(jīng)過特殊后處理獲得離線速率從 160Gb/s 到 2.2Tb/s 巨幅提升[18]。2015 年，西南大學(xué)課題組通過實(shí)驗(yàn)成功驗(yàn)證了速率可達(dá) 640Gb/s 的 TRNG[2]。2017 年，太原理工大學(xué)課題組利用現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列 FPGA、時(shí)間交錯(cuò)采樣等方法實(shí)驗(yàn)證明了一個(gè)實(shí)時(shí)速率為 14Gb/s 物理隨機(jī)比特發(fā)生器[71]。綜上所述，很多 TRNG 的速率已經(jīng)突破 Tb/s，而對(duì)同步 TRNG 的研究相對(duì)較少。因此，本文主要研究基于 SRLs 的同步 TRNG。1.2.4 圖像加解密算法自從 Fridrich 第一次將混沌系統(tǒng)應(yīng)用于圖像加密算法之后[25]，基于混沌理論的圖像加解密方案受到了眾多學(xué)者的關(guān)注和研究[26-28]

信號(hào)的時(shí)延特征信息，我們通過分析可控參數(shù)的取值范圍，并利用 ACF 來評(píng)估抑制時(shí)延特征的性能，以選取更加合適的參數(shù)取值。圖2.6 互耦合 SRLs 混沌系統(tǒng)時(shí)序圖、頻譜圖和自相關(guān)曲線2.4互耦合 SRLs 混沌系統(tǒng)時(shí)延隱蔽特征的影響因素線寬增強(qiáng)因子 、注入電流 、注入強(qiáng)度k 、注入時(shí)延 和頻率失諧 等都對(duì)混沌時(shí)延特征信息有著重要的影響，本文主要研究 、k 和 對(duì)時(shí)延特征隱蔽性的影響。通過分析在不同的頻率失諧和不同的注入強(qiáng)度等條件下的自相關(guān)函數(shù)峰值隨線寬增強(qiáng)因子的變化曲線以及直觀展示自相關(guān)函數(shù)在不同的 取值時(shí)的變化曲線，給出 在參數(shù)范圍內(nèi)的合理取值，以使得有效抑制輸出混沌激光信號(hào)的時(shí)延特征。2.4.1 頻率失諧首先，頻率失諧是指兩個(gè)激光器 SRL1 和 SRL2 之間的頻率差。我們通過分析頻率失諧在 f 10GHz, 0GHz, -10GHz 三種情況下的1 1 2, ,cw ccw cw 和2ccw 隨線寬增強(qiáng)因子 (1 2 )的變化曲線，從而選取合適的頻率失諧以有效抑制混沌激光信號(hào)的時(shí)延特征。圖 2.7 所示為這三種頻率失諧情況下自相關(guān)函數(shù)峰值隨線寬增強(qiáng)因子的變化曲線， 取值為 0 到 10。圖中黑色曲線代表 SRL1 和 SRL2 激光頻率差等于-10GHz;

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]外光注入半導(dǎo)體環(huán)形激光器同時(shí)產(chǎn)生兩路寬帶混沌信號(hào)[J]. 閻娟,潘煒,李念強(qiáng),張力月,劉慶喜.  物理學(xué)報(bào). 2016(20)
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[3]真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器在信息安全系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 黃顯明.  電子產(chǎn)品世界. 2015(06)
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[5]面向高速保密通信的激光混沌物理隨機(jī)數(shù)發(fā)生器研究進(jìn)展[J]. 李璞,王云才.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(06)
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[7]寬帶混沌激光實(shí)現(xiàn)高速隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生[J]. 張建忠,李璞,張英英,陳莎莎,王云才.  深圳大學(xué)學(xué)報(bào)(理工版). 2011(04)

博士論文
[1]半導(dǎo)體環(huán)形激光器的混沌及其同步研究[D]. 薛萍萍.太原理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]基于半導(dǎo)體環(huán)形激光器的高速雙向雙信道混沌保密通信研究[D]. 王順天.西南大學(xué) 2016
[2]半導(dǎo)體環(huán)形激光器不可預(yù)測(cè)特性及時(shí)延信息隱藏特性研究[D]. 閻娟.西南交通大學(xué) 2015
[3]基于混沌激光產(chǎn)生物理真隨機(jī)數(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化[D]. 楊海波.西南大學(xué) 2015
[4]均勻隨機(jī)數(shù)的線性同余生成方法[D]. 符寧.吉林大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3048758