基于FPGA的視頻混沌加密技術研究.pdf

1、基于混沌理論的加密技術是近年來才發(fā)展起來的一種密碼技術?；煦绗F象是非線性系統中出現的確定性的、類隨機的過程。它是非周期的、有界的、但不收斂的過程，并對初始條件極為敏感。由于它的這些特性使基于混沌信號的加密技術成為熱點。但目前混沌加密的對象主要是音頻和靜態(tài)圖像數據，針對動態(tài)的視頻數據的相關研究還是十分不足的。由于視頻數據量大，傳統的軟件實現加密必然耗時且效率較低，而硬件電路因其并行高速的優(yōu)點在實時處理中大受歡迎。本文就是討論如何采用FPG

2、A這種完全的硬件處理方式來完成混沌加密算法的設計和對數字視頻數據進行處理。此外，混沌保密系統可以分為高維和低維系統，高維混沌信號具有更好的隨機性，更高的保密性，相比較而言，低維混沌信號具有形式簡單的特點，易于硬件實現，但存在密鑰空間小，難以抵御窮舉攻擊的局限。在實際工程應用中，可以針對不同的應用場合要求進行權衡選用合適的混沌系統進行加密。
　　 由于視頻數據可以看成是由連續(xù)的圖像組成的，因此針對當今進行混沌圖像加密的這些特點，再

3、對國內外相關資料的收集、整理、分析和綜合之后，對混沌視頻加密的方法與加密系統的設計進行了研究。全文主要研究內容包括:
　　 1.基于FPGA技術的視頻采集系統的硬件實現。本論文首先簡明扼要地介紹了視頻采集系統的整體架構框圖，然后詳細說明了視頻采集的具體設計流程。在此次設計中，采用Verilog硬件描述編程語言來設計視頻采集系統中五個重要的模塊，其中包括I2C標準接口驅動模塊、ITU656視頻解碼模塊、FIFO緩存模塊、SRAM讀

4、寫控制模塊、VGA時序控制模塊等，最后用一個項層模塊將這幾個封裝好的模塊進行整合，完成了基于FPGA自頂向下的視頻采集系統設計。
　　 2.級聯式的混沌貓映射算法實現動態(tài)視頻的混沌加密。在論文中詳細的研究了混沌貓映射相關基本理論，分析了混沌貓映射在傳統靜態(tài)圖像加密應用上的局限性和不足，在此基礎上提出了適用于對視頻數據加密的級聯式混沌貓映射算法的思想和數學表達式，利用現代FPGA技術強大的并行性運算優(yōu)點，能夠大大地降低混沌貓映射算