本文關(guān)鍵詞：新型安全可靠無線傳輸系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 敵我識別 混沌分組加密 動態(tài)S盒 不可能差分分析 極化碼 Plotkin結(jié)構(gòu)

【摘要】：敵我識別系統(tǒng)用于辨別戰(zhàn)場上的目標(biāo)是敵是友。由于戰(zhàn)場環(huán)境日益復(fù)雜多變,許多國家將敵我識別系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于戰(zhàn)爭中。該系統(tǒng)利用詢問機(jī)和應(yīng)答機(jī)相互通信實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識別,所以信息的安全性和可靠性是至關(guān)重要的。本文基于這兩個問題對新型敵我識別系統(tǒng)進(jìn)行了研究。第一部分依據(jù)混沌密碼學(xué)基礎(chǔ),將混沌映射應(yīng)用到詢問機(jī)的加密機(jī)設(shè)計(jì)中;第二部分依據(jù)極化碼的特有性質(zhì),將極化碼應(yīng)用到詢問機(jī)加密信息的信道傳輸中。主要工作概括如下所示:(1)基于對混沌系統(tǒng)的總結(jié)和分析構(gòu)造了隨機(jī)的密鑰序列和非線性動態(tài)S盒。其中密鑰是利用類Henon混沌映射產(chǎn)生的實(shí)數(shù)序列數(shù)字化,并對該二進(jìn)制序列經(jīng)過處理以增加它的均勻性和獨(dú)立性。而保障分組密碼安全性的重要元件—S盒,本文在研究了已有的設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上,構(gòu)造了基于Logistic-Tent混沌映射的非線性動態(tài)S盒。該動態(tài)S盒的平均非線性度值不小于105,差分均勻度的最大值不大于10,具有較好的性能。(2)設(shè)計(jì)了滿足Mark XIIA模式5系統(tǒng)的混沌分組加解密算法,并對該加密系統(tǒng)實(shí)施了不可能差分分析。首先對固定S盒的加密系統(tǒng)構(gòu)造了7輪不可能差分路徑,從數(shù)據(jù)復(fù)雜度方面計(jì)算了分析成本;再對不確定的S盒的加密系統(tǒng)進(jìn)行了不可能差分分析,證明了該分組加密系統(tǒng)具有較好的抗差分性。(3)極化碼是基于信道極化方案的線性分組碼。本文在研究了信道組合和信道分解的理論知識后,探討了極化碼編碼方案和選擇信息位算法。在對信息位進(jìn)行挑選時,本文提出了一種新型的信道轉(zhuǎn)換方法,該方法適用于AWGN信道。然后關(guān)于極化碼的SC譯碼和BP譯碼進(jìn)行了仿真分析,主要是在AWGN信道上,關(guān)于不同的編碼長度、編碼速率、BP譯碼的最大迭代次數(shù)對極化碼性能的影響。最后,將基于信道轉(zhuǎn)換方法和BEC方法的極化編碼SC譯碼性能進(jìn)行仿真對比分析。(4)本文針對極化碼在無線通信領(lǐng)域中的應(yīng)用,依據(jù)半雙工單中繼信道模型,提出了基于Plotkin結(jié)構(gòu)的極化碼協(xié)作通信系統(tǒng)。并將該協(xié)作通信系統(tǒng)與未協(xié)作通信系統(tǒng)和Nested結(jié)構(gòu)的極化碼協(xié)作通信系統(tǒng)進(jìn)行仿真對比分析,證明基于Plotkin結(jié)構(gòu)的協(xié)作通信系統(tǒng)可以改善極化碼的性能。
【關(guān)鍵詞】：敵我識別 混沌分組加密 動態(tài)S盒 不可能差分分析 極化碼 Plotkin結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TJ5;TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-14
• 第一章 緒論14-19
• 1.1 新型敵我識別系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究14-16
• 1.1.1 新型敵我識別系統(tǒng)的基本原理14-15
• 1.1.2 新型敵我識別系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容15-16
• 1.2 極化編碼及其應(yīng)用研究16-17
• 1.2.1 極化碼的編譯碼研究歷史及現(xiàn)狀16
• 1.2.2 極化碼的應(yīng)用研究16-17
• 1.3 采用極化編碼傳輸?shù)男滦蛿澄易R別系統(tǒng)17
• 1.4 論文的主要工作和內(nèi)容安排17-19
• 第二章 混沌分組密碼的基本原理19-35
• 2.1 混沌概述19-22
• 2.1.1 混沌的定義19-20
• 2.1.2 混沌的運(yùn)動特征20-21
• 2.1.3 混沌現(xiàn)象的Lyapunov指數(shù)21-22
• 2.2 幾種經(jīng)典的混沌系統(tǒng)22-29
• 2.2.1 帳篷（Tent）映射22-24
• 2.2.2 Logistic映射24-27
• 2.2.3 Henon映射27-29
• 2.3 分組密碼概述29-32
• 2.3.1 分組密碼的結(jié)構(gòu)29-31
• 2.3.2 分組密碼的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則31-32
• 2.4 混沌密碼學(xué)32-34
• 2.4.1 混沌理論與分組密碼的聯(lián)系32-33
• 2.4.2 混沌分組密碼的設(shè)計(jì)方法33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 詢問信號混沌分組密碼算法設(shè)計(jì)35-55
• 3.1 基于混沌的廣義一次一算法結(jié)構(gòu)35-36
• 3.2 基于混沌映射的密鑰生成36-39
• 3.3 基于混沌映的S盒的設(shè)計(jì)與分析39-48
• 3.3.1 S盒的基本原理39-40
• 3.3.2 基于Logistic-Tent映射的S盒生成方法40-42
• 3.3.3 S盒安全性測試42-48
• 3.4 詢問信息加密總體算法設(shè)計(jì)48-52
• 3.4.1 詢問信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析48
• 3.4.2 詢問信息加解密算法設(shè)計(jì)48-51
• 3.4.3 密鑰擴(kuò)展算法51-52
• 3.5 算法的仿真與實(shí)現(xiàn)52-53
• 3.6 本章小結(jié)53-55
• 第四章 混沌分組密碼的密碼分析技術(shù)55-60
• 4.1 密碼分析基礎(chǔ)55-56
• 4.1.1 密碼攻擊類型55
• 4.1.2 常用的密碼分析技術(shù)55-56
• 4.2 混沌分組加密的不可能差分分析56-59
• 4.2.1 不可能差分分析原理56-57
• 4.2.2 固定S盒的不可能差分分析57-59
• 4.2.3 混沌動態(tài)S盒的安全性研究59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 極化碼的基本原理60-84
• 5.1 基本信道模型60-62
• 5.1.1 二進(jìn)制對稱信道（BSC）60-61
• 5.1.2 二進(jìn)制刪除信道（BEC）61
• 5.1.3 加性高斯白噪聲信道（AWGN）61-62
• 5.2 信道組合與信道分解62-66
• 5.2.1 信道組合62-64
• 5.2.2 信道分解64-66
• 5.3 信道極化的基本性質(zhì)66-68
• 5.4 極化碼的編碼68-72
• 5.4.1 編碼算法68-69
• 5.4.2 信息位挑選69-72
• 5.5 極化碼的譯碼72-83
• 5.5.1 譯碼算法72-76
• 5.5.2 極化碼的錯誤概率分析76-78
• 5.5.3 基于BEC方法的SC譯碼仿真分析78-79
• 5.5.4 基于BEC方法的BP譯碼仿真分析79-81
• 5.5.5 SC譯碼與BP譯碼仿真對比分析81-82
• 5.5.6 基于信道轉(zhuǎn)換方法的極化碼譯碼性能仿真分析82-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 第六章 極化編碼協(xié)作系統(tǒng)的性能研究84-93
• 6.1 協(xié)作通信理論84-85
• 6.1.1 中繼信道84
• 6.1.2 協(xié)作通信的工作方式84-85
• 6.2 協(xié)作通信協(xié)議85-86
• 6.3 極化編碼協(xié)作系統(tǒng)86-90
• 6.3.1 極化碼的Plotkin結(jié)構(gòu)86-87
• 6.3.2 基于Plotkin結(jié)構(gòu)的極化碼編碼算法87-88
• 6.3.3 基于Plotkin結(jié)構(gòu)的極化碼編碼協(xié)作系統(tǒng)88-89
• 6.3.4 Nested結(jié)構(gòu)協(xié)作通信系統(tǒng)89-90
• 6.4 極化碼協(xié)作系統(tǒng)的仿真仿真90-92
• 6.5 本章小結(jié)92-93
• 第七章 新型安全可靠無線傳輸系統(tǒng)的總結(jié)與展望93-95
• 7.1 加密技術(shù)與極化編碼工作總結(jié)93-94
• 7.2 新型安全可靠無線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-100
• 致謝100-101
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：658303