發(fā)布時間：2017-10-15 13:09

  本文關(guān)鍵詞：基于FPGA改進(jìn)混沌序列方法研究及加密系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：高速發(fā)展的信息時代使數(shù)據(jù)加密的必要性日益突顯,混沌加密是當(dāng)今加密領(lǐng)域的研究熱點,使用混沌系統(tǒng)與傳統(tǒng)加密算法相結(jié)合可以提升算法的安全性,但是此安全性嚴(yán)重依賴于混沌序列特性,因此研究改善混沌序列的方法是非常必要的。本文在研究有限精度對混沌序列的影響后,提出了一種改善混沌序列隨機(jī)性的新方法——周期性隨機(jī)參數(shù)擾動法。通過周期性對混沌參數(shù)施加隨機(jī)的擾動,使混沌系統(tǒng)更復(fù)雜,序列更具隨機(jī)性。本文通過大量實驗分析驗證了周期性隨機(jī)參數(shù)擾動法的可行性,證明了此方法對于有限精度下的混沌序列隨機(jī)性有明顯的改善效果。之后將此方法應(yīng)用于Chen超混沌系統(tǒng)并和AES算法相結(jié)合設(shè)計了一種改進(jìn)的AES算法。在FPGA平臺上設(shè)計了具有完備端口和合理時序的改進(jìn)型AES算法模塊。同時,將設(shè)計完成的改進(jìn)型AES算法模塊應(yīng)用于實際,最終實現(xiàn)了一個完整的USB加密解密系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】：混沌加密 FPGA USB加密 AES算法 Chen超混沌
【學(xué)位授予單位】：黑龍江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN918.4;O415.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 論文研究背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-10
• 1.3 論文研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排10-12
• 第2章 混沌理論基礎(chǔ)與AES算法介紹12-20
• 2.1 混沌和超混沌12-13
• 2.1.1 混沌的定義及其基本特征12-13
• 2.1.2 超混沌13
• 2.2 混沌的分析方法13-15
• 2.3 混沌在密碼學(xué)中的應(yīng)用15-16
• 2.4 AES算法介紹16-19
• 2.4.1 AES算法流程介紹16-17
• 2.4.2 AES算法的四個基本操作17-18
• 2.4.3 AES算法的密鑰擴(kuò)展方案18-19
• 2.5 本章小結(jié)19-20
• 第3章 改進(jìn)混沌序列方法研究20-39
• 3.1 數(shù)字混沌序列的生成20-23
• 3.1.1 數(shù)字混沌序列的生成方法20-21
• 3.1.2 本文涉及的幾種混沌的方程21-23
• 3.2 序列隨機(jī)性檢驗方法23-24
• 3.3 有限精度問題的研究24-27
• 3.3.1 有限精度問題對混沌特性和序列隨機(jī)性的影響24-26
• 3.3.2 解決有限精度問題采用的方法26-27
• 3.4 周期性隨機(jī)參數(shù)擾動法的設(shè)計27-29
• 3.5 周期性隨機(jī)參數(shù)擾動法效果分析29-36
• 3.5.1 自相關(guān)測試30-31
• 3.5.2 Lyapunov指數(shù)31-32
• 3.5.3 初始參數(shù)敏感性32-33
• 3.5.4 譜熵復(fù)雜度分析33-35
• 3.5.5 序列隨機(jī)性檢驗35
• 3.5.6 周期性隨機(jī)參數(shù)擾動法效果總結(jié)35-36
• 3.6 改進(jìn)超混沌隨機(jī)序列發(fā)生器的設(shè)計36-38
• 3.6.1 改進(jìn)超混沌隨機(jī)序列發(fā)生器的設(shè)計36-37
• 3.6.2 改進(jìn)超混沌隨機(jī)序列發(fā)生器生成序列的隨機(jī)性檢驗37-38
• 3.7 本章小結(jié)38-39
• 第4章 基于超混沌的AES算法設(shè)計及FPGA實現(xiàn)39-60
• 4.1 混沌參數(shù)、初值和AES算法密鑰的設(shè)置39-40
• 4.2 基于Chen超混沌系統(tǒng)的密鑰擴(kuò)展方案設(shè)計40-41
• 4.3 FPGA開發(fā)環(huán)境介紹41-42
• 4.4 硬件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計42-46
• 4.4.1 改進(jìn)型AES加解密模塊功能設(shè)計42-45
• 4.4.2 改進(jìn)型AES加解密模塊端.設(shè)計45-46
• 4.5 系統(tǒng)各子模塊設(shè)計46-57
• 4.5.1 基于改進(jìn)Chen超混沌系統(tǒng)的隨機(jī)序列發(fā)生器模塊設(shè)計46-48
• 4.5.2 AES算法模塊設(shè)計48-56
• 4.5.2.1 列混合變換模塊設(shè)計48-49
• 4.5.2.2 逆列混合預(yù)處理模塊設(shè)計49-51
• 4.5.2.3 字節(jié)替換與逆字節(jié)替換模塊設(shè)計51-53
• 4.5.2.4 輪密鑰加模塊的設(shè)計53-54
• 4.5.2.5 其他一些小模塊的設(shè)計54-55
• 4.5.2.6 AES算法模塊頂層電路圖55-56
• 4.5.3 輸入輸出寄存器模塊設(shè)計56
• 4.5.4 頂層電路圖設(shè)計56-57
• 4.6 仿真測試57-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 第5章 USB加密解密系統(tǒng)的FPGA實現(xiàn)60-77
• 5.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計60-66
• 5.1.1 整體結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計60-62
• 5.1.2 USB芯片功能和時序分析62-64
• 5.1.3 SRAM芯片功能和時序分析64-66
• 5.2 系統(tǒng)各子模塊設(shè)計66-72
• 5.2.1 CH376芯片控制模塊的設(shè)計66-69
• 5.2.2 SRAM芯片控制模塊的設(shè)計69-70
• 5.2.3 其他子模塊及頂層電路圖設(shè)計70-72
• 5.3 上位機(jī)軟件設(shè)計72-73
• 5.4 硬件測試73-76
• 5.4.1 系統(tǒng)操作說明73-74
• 5.4.2 測試結(jié)果分析74-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 致謝84-85
• 攻讀學(xué)位期間科研成果85

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高漢軍;寇鵬;王麗娜;余榮威;董永峰;;面向虛擬化平臺的透明加密系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];武漢大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2010年02期

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3 盧威;;計算機(jī)加密系統(tǒng)的設(shè)計[J];科技信息;2011年16期

4 侯彤;侯紅;萬亞兵;盛玉萍;侯贛生;;一種網(wǎng)絡(luò)通信中信息和數(shù)據(jù)的加密系統(tǒng)[J];江西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年06期

5 秦怡;張帥;鞏瓊;李根全;呂曉東;;基于干涉原理的虛擬光學(xué)加密系統(tǒng)[J];光學(xué)學(xué)報;2012年10期

6 馬振武;安全廣播加密系統(tǒng)及邊界研究[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(理學(xué)版);2004年03期

7 鄧祥，，龔金嶺;軟盤額外磁道接縫加密系統(tǒng)[J];武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報;1994年04期

8 秦怡;鞏瓊;李根全;楊興強(qiáng);;一種無輪廓像干擾光學(xué)加密系統(tǒng)[J];中國激光;2012年12期

9 笑天;換只手,你就打不開電腦[J];世界發(fā)明;2003年10期

10 朱興星;宣龍;侯方勇;;移動存儲加密系統(tǒng)的比較與研究[J];科技信息(學(xué)術(shù)研究);2008年03期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 李廣彪;張劍云;;偽隨機(jī)序列及其在加密系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];2004全國測控、計量與儀器儀表學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2004年

2 陸國華;;R&R公開密鑰隨機(jī)加密系統(tǒng)[A];第八次全國計算機(jī)安全學(xué)術(shù)交流會論文集[C];1993年

3 司徒國海;張靜娟;;基于衍射光學(xué)器件的光學(xué)圖像級聯(lián)加密系統(tǒng)[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

4 孫紅波;;EDC 9000的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第五次全國計算機(jī)安全技術(shù)交流會論文集[C];1990年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 劉晨亮;企業(yè)如何選擇合適的加密系統(tǒng)[N];中國計算機(jī)報;2007年

2 南京 柏偉平;CV3.0新版共享盒之我見[N];電子報;2008年

3 ;罪犯利用Skype聯(lián)絡(luò) 警方偵聽難度加大[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2009年

4 ;文檔透明加密路在何方？[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2010年

5 深圳 王秀軍;免插卡的C-5880多系統(tǒng)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)[N];電子報;2004年

6 云南 納俊先;CP7884接收機(jī)D卡使用記[N];電子報;2006年

7 崔凌春;長嶺縣公安局為換發(fā)二代證鋪路[N];北方法制報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊欣;基于混沌理論的信息安全加密系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D];重慶大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫鵬;文件透明加密系統(tǒng)[D];吉林大學(xué);2007年

2 楊曉玲;基于時空混沌映射的虛擬光學(xué)加密系統(tǒng)[D];南京郵電大學(xué);2013年

3 張健;基于TMS320VC5402 DSP的信息加密系統(tǒng)的研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

4 陳福源;文檔透明加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2010年

5 孔德琦;信息源加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2002年

6 趙邢瑜;一種人臉生物特征加密系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];哈爾濱理工大學(xué);2013年

7 李劍峰;透明加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];吉林大學(xué);2010年

8 黃東偉;移動可編程數(shù)據(jù)加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];青島科技大學(xué);2010年

9 陶珉;基于文件過濾驅(qū)動的透明加密系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2012年

10 陳鋼;采用簡單物理模型的圖像加密算法的設(shè)計與實現(xiàn)[D];重慶大學(xué);2013年

本文編號：1037290