近年來,信息安全問題日益凸顯,人們越來越多地開始關(guān)注個人信息的安全。偽隨機(jī)序列在信息加密科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,因此設(shè)計性能優(yōu)良的偽隨機(jī)序列發(fā)生器成為研究的熱點。混沌系統(tǒng)由于對初始條件的敏感依賴性而能產(chǎn)生數(shù)量眾多、非相關(guān)、類隨機(jī)而又確定可再生的混沌序列,在偽隨機(jī)序列發(fā)生器設(shè)計領(lǐng)域有著很好的前景。本畢業(yè)論文以Qi超混沌系統(tǒng)為研究對象,首先以DSP-Builder和硬件描述語言兩種方式在FPGA硬件平臺實現(xiàn)了該超混沌系統(tǒng)。并對比和總結(jié)了這兩種設(shè)計方式的優(yōu)缺點,從而為以后的設(shè)計提供一定的參考�；赒i超混沌系統(tǒng)設(shè)計了一個單精度浮點數(shù)偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。采用自頂向下的設(shè)計方法,規(guī)劃了偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的整體結(jié)構(gòu)和各個功能模塊,并采用VerilogHDL進(jìn)行了模塊化設(shè)計。采用分時復(fù)用的思想,通過模塊復(fù)用以速度換面積來節(jié)省系統(tǒng)資源占用,并且利用高維混沌及計算機(jī)浮點數(shù)格式的特點,通過比特位抽取的方法來有效地提高偽隨機(jī)序列生成速率。最后的實驗結(jié)果驗證了設(shè)計的正確性,仿真結(jié)果表明本設(shè)計占用資源少,僅占5007個邏輯單元;偽隨機(jī)序列生成速率最高可為23.8Mbps。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局（NIST）提供的偽... 

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 混沌系統(tǒng)簡介
    1.3 基于混沌的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的研究現(xiàn)狀及問題
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第二章 利用FPGA實現(xiàn)Qi超混沌吸引子
    2.1 FPGA簡介
        2.1.1 FPGA的基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 FPGA的開發(fā)工具及流程
        2.1.3 硬件描述語言
    2.2 Qi超混沌系統(tǒng)動力學(xué)分析
    2.3 FPGA實現(xiàn)Qi超混吸引子
        2.3.1 Verilog HDL實現(xiàn)混沌吸引子
        2.3.2 DSP-Builder實現(xiàn)混沌吸引子
    2.4 兩種方法的對比
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于FPGA的偽隨機(jī)序列發(fā)生器的設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
    3.2 混沌偽隨機(jī)序列發(fā)生器的FPGA模塊設(shè)計
        3.2.1 數(shù)據(jù)收發(fā)模塊
        3.2.2 種子轉(zhuǎn)換模塊
        3.2.3 超混沌系統(tǒng)模塊
        3.2.4 FIFO及FIFO控制模塊
    3.3 仿真及實驗結(jié)果
    3.4 本章小結(jié)
第四章 偽隨機(jī)序列的分析與統(tǒng)計測試
    4.1 偽隨機(jī)序列分析
        4.1.1 偽隨機(jī)序列的速度
        4.1.2 偽隨機(jī)序列的相關(guān)性
        4.1.3 偽隨機(jī)序列的初值敏感性
    4.2 NIST統(tǒng)計測試
        4.2.1 NIST介紹
        4.2.2 NIST測試結(jié)果
    4.3 偽隨機(jī)序列在圖像加密中的應(yīng)用
        4.3.1 圖像加密過程
        4.3.2 統(tǒng)計特性分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于一個新的四維離散混沌映射的圖像加密新算法[J]. 朱淑芹,李俊青,葛廣英.  計算機(jī)科學(xué). 2017(01)
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[3]一個新的四翼超混沌系統(tǒng)及其FPGA實現(xiàn)[J]. 黃沄,張鵬,趙衛(wèi)峰.  西南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(06)
[4]具有不可預(yù)測性的物理混沌隨機(jī)序列的產(chǎn)生與隨機(jī)性統(tǒng)計測試分析[J]. 駱開慶,丘水生,晉建秀.  湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2013(04)
[5]基于龍格庫塔算法和可編程門陣列技術(shù)的混沌系統(tǒng)實現(xiàn)[J]. 王日明,劉明華,盛堰,馮久超.  西南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2012(01)
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[7]基于小波變換的數(shù)字圖像混沌加密算法[J]. 馮明庫.  電光與控制. 2010(12)
[8]基于FPGA的混沌信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 劉玉民,張雨虹,姚明林.  計算機(jī)工程與設(shè)計. 2010(18)
[9]基于線性反饋移位寄存器和混沌系統(tǒng)的偽隨機(jī)序列生成方法[J]. 張雪鋒,范九倫.  物理學(xué)報. 2010(04)
[10]基于超混沌系統(tǒng)的圖像加密算法的安全性分析[J]. 劉金梅,丘水生,劉偉平.  計算機(jī)應(yīng)用研究. 2010(03)

博士論文
[1]偽隨機(jī)序列的性質(zhì)及其應(yīng)用研究[D]. 孫玉花.西安電子科技大學(xué) 2013
[2]混沌技術(shù)在現(xiàn)代保密通信中的應(yīng)用研究[D]. 王宏霞.電子科技大學(xué) 2002

碩士論文
[1]一種基于Chebyshev映射的改進(jìn)型混沌序列生成算法[D]. 沈孟龍.云南大學(xué) 2015
[2]混沌序列密碼設(shè)計與實現(xiàn)研究[D]. 韋鵬程.重慶大學(xué) 2004
[3]混沌偽隨機(jī)序列發(fā)生器設(shè)計及應(yīng)用[D]. 張靚.黑龍江大學(xué) 2008



本文編號：3712472