彩色视频混沌加密方法研究及保密通信系统的FPGA实现

论文摘要

视频图像作为多媒体技术发展的产物,普遍应用于安防监控、医疗诊断和即时通信等场景,随之而来的视频图像安全问题更备受关注。传统加密算法无法满足现代加密的要求,而混沌理论与密码学的相似性以及混沌系统的优良特性能满足视频图像的加密要求,因而基于混沌系统的加密算法研究与实现具有广阔的应用前景。论文以彩色视频混沌加密方法研究及保密通信系统的FPGA实现为主线,从高维超混沌系统的设计与实现、视频图像混沌加密算法的设计、视频混沌保密通信系统的设计与实现逐步展开研究。高维超混沌系统的设计与实现方面,分别设计高维连续时间超混沌系统和高维离散超混沌系统,并进行软件仿真和特性分析,验证超混沌系统的复杂动力学行为,并将所设计的高维离散超混沌系统在FPGA上进行实现。视频图像混沌加密算法的设计方面,设计一种基于高维离散超混沌系统的视频加密算法,采用密文反馈机制,增加混沌系统的不可预测性,实验结果表明,该算法具有良好的加密效果且安全性高;针对现有图像混沌加密方案仅依赖混沌系统的优良特性以及高维连续时间混沌离散化算法复杂,以致加密图像安全性低、获取离散序列耗时的问题,提出一种基于DNA编码的多通道彩色图像混沌加密算法。实验结果表明,所提加密算法与其它方法相比具有很好的加密效果,并能抵御不同类型攻击,具有较高安全性。同时,离散混沌系统产生混沌序列不需要离散化,耗时短,能提高算法执行效率。视频混沌保密通信系统设计与实现方面,利用FPGA作为系统的核心控制器,完成视频采集、加密、传输、解密和显示。系统分为加密端和解密端,利用驱动-响应式方法同步混沌系统,能满足视频加密的实时性和安全性要求。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 吴晨晨

导师: 康守强

关键词: 视频图像,高维超混沌系统,脱氧核糖核苷酸编码,保密通信系统,现场可编程门阵列

来源: 哈尔滨理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 哈尔滨理工大学

分类号: O415.5;TN918.4

总页数: 81

文件大小: 56439K

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标签：视频图像论文;  高维超混沌系统论文;  脱氧核糖核苷酸编码论文;  保密通信系统论文;  现场可编程门阵列论文;