基于GPRS的混沌加密手機(jī)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步,通信網(wǎng)絡(luò)迅速普及,手機(jī)通話過(guò)程中的安全問(wèn)題受到人們的廣泛關(guān)注。尤其是重要的國(guó)防、軍事、政府、商業(yè)信息一旦泄露,將會(huì)給國(guó)家造成重大的損失?；煦缇哂蟹侵芷谛浴⒊踔得舾行院烷L(zhǎng)期不可預(yù)測(cè)性等基本特性,因此與密碼學(xué)有天然的聯(lián)系,人們開(kāi)始考慮把混沌應(yīng)用于密碼學(xué)領(lǐng)域?；煦缂用芗夹g(shù)近年來(lái)得到了重大發(fā)展,最難實(shí)現(xiàn)的混沌控制和同步技術(shù)也在應(yīng)用上得到了實(shí)現(xiàn),使它在保密通信、信息安全等領(lǐng)域受到重視,有良好的應(yīng)用前景。DSP(數(shù)字信號(hào)處理

2、)具有處理信息速度快、可編程等特點(diǎn),廣泛用于語(yǔ)音信息的處理,圖像/圖形的處理,軍事保密通信中。華為公司的WCDMA.通信模塊MU103,支持語(yǔ)音、短信、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù),支持標(biāo)準(zhǔn)AT指令集和華為擴(kuò)展AT指令集。本文以此為背景,將GPRS、DSP和混沌加密技術(shù)結(jié)合起來(lái),設(shè)計(jì)了一種手機(jī)保密通信方案。本文主要工作包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)對(duì)混沌的基本理論和加密技術(shù)的最新進(jìn)展進(jìn)行了研究,在Sprott混沌系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,構(gòu)造了一個(gè)新的Sp

3、rott混沌系統(tǒng),并對(duì)其進(jìn)行基本動(dòng)力學(xué)分析,包括耗散性、平衡點(diǎn)、穩(wěn)定性、Lyapunov指數(shù)和分岔圖等特性。在EWB上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了模擬混沌電路,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)得到的吸引子相圖與Matlab仿真得到的吸引子相圖一致。
　　 (2)提出了一種連續(xù)混沌系統(tǒng)的離散、量化方法,并以TI公司的TMS320VC5509作為核心芯片,結(jié)合CCS開(kāi)發(fā)環(huán)境,對(duì)構(gòu)造的混沌系統(tǒng)進(jìn)行離散量化處理,獲得了用于加密的數(shù)字混沌序列。用NIST(National In

4、stitute of Standards and Technologyl)推出的STS軟件包對(duì)序列進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,序列性能良好,可用于加密系統(tǒng)。
　　 (3)系統(tǒng)主要分為語(yǔ)音處理和語(yǔ)音傳輸兩部分。語(yǔ)音處理在DSP上實(shí)現(xiàn),傳輸利用MU103模塊實(shí)現(xiàn)。在語(yǔ)音處理部分,話筒采集的語(yǔ)音模擬信號(hào)通過(guò)語(yǔ)音編解碼器TIN320AIC23實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換,采樣頻率8kHz,每采樣點(diǎn)為16bit。量化后的語(yǔ)音信號(hào)由TMS320VC5509進(jìn)

5、行處理:利用G.729A語(yǔ)音編解碼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼,編碼速率為8kb/s。利用DSP產(chǎn)生的數(shù)字混沌序列對(duì)編碼后的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行加密,加密算法選擇異或算法。改變混沌系統(tǒng)的參數(shù)k和初始值可以得到不同的密鑰。相同參數(shù)下,相同的初始值和迭代次數(shù)產(chǎn)生的密鑰相同,利用GPRS鏈路傳遞這些參數(shù)從而實(shí)現(xiàn)同步。
　　 (4)在語(yǔ)音傳輸部分,利用華為的3G模塊MU103建立GPRS鏈路。MU103模塊先接入GPRS網(wǎng)絡(luò),然后連接到建立在In