超压记录仪数据压缩加密技术的研究
发布时间：2021-02-25 11:15
对舰艇等武器爆炸或其它恶劣环境下的动态测试中，多点布控及自适应采样等一些测试手段使得数据的存储和传输受到了极大的考验。且费用较高的武器毁伤、实船爆炸试验等所产生的测试数据都是异常宝贵的，测试数据丢失或被截获将会造成巨大的损失。由此一来，对存储测试系统进行优化是有必要的，本文在测试装置上新增了加密单元，尽可能保证数据安全，且在数据发送到备份单元之前对数据进行压缩，极大程度上提高数据上传的速度。本文采用XILINX公司的XC3S400作为中控芯片，实现了测试数据的加密和压缩。加密模块在现有加密理论的基础上做了简化处理，综合运用了置换、替代等经典设计方法，有效节省了硬件资源，并结合加密算法的安全性、可靠性分析，进一步凸显了加密算法的优越性能。加密代码采用VHDL编写，利用Xilinx ISE9.1综合、生成原理图，结合Modelsim SE PLUS6.1f对其进行了功能、时序仿真。仿真结果及解密软件等分析证明加密算法可靠、安全、实时性好，能有效加密的同时准确无误地恢复原数据，是一种层次清晰、结构合理、实现度高的加密方法。经对比各种压缩算法和对数据特点的分析，压缩模块选用LZW算法，利用FP...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外发展概况
1.2.1 数据加密技术的发展历程
1.2.2 数据压缩技术的发展历程
1.3 本文主要研究内容及结构安排
2 相关理论概述
2.2 测试数据压缩编码的相关研究
2.2.1 数据压缩的意义
2.2.2 数据压缩的分类及特点
2.2.3 数据压缩的主要性能指标
2.3 测试数据加密方法的相关研究
2.3.1 数据加密的意义
2.3.2 加密方法分类及特点
3 硬件方案设计
3.1 硬件方案选择
3.2 FPGA 的设计方法和开发流程
3.3 FPGA 芯片选型
3.3.1 Spartan 系列芯片概述
3.3.2 FPGA 开发平台
4 数据压缩设计
4.1 测试数据分析
4.2 LZW 算法原理
4.3 LZW 算法关键技术实现
4.3.1 字典建立
4.3.2 字典管理与更新
4.3.3 查字典
4.3.3.1 哈希函数的相关概念
4.3.3.2 实际选用的哈希函数
4.3.4 压缩后输出流的数据位转换
4.4 工作过程
4.5 压缩算法举例及验证
5 数据加密方法设计
5.1 加密算法设计原理
5.2 加密算法实现
5.2.1 数据位置换
5.2.2 密钥的制定与密钥选取
5.2.3 查表
5.3 解密
5.4 加密原理验证
5.4.1 仿真软件验证
5.4.2 计算机软件读数验证
5.5 加密可靠性及强度分析
5.5.1 密码安全性
5.5.2 密码攻击
5.5.3 密码强度分析
5.6 测试结果分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰用动爆振动记录装置的设计与应用[J]. 丁永红,尤文斌,张晋业. 弹箭与制导学报. 2012(05)
[2]飞行数据加密技术实现[J]. 关爱锐,刘旭华. 科学技术与工程. 2011(17)
[3]组合压缩在存储测试系统中的应用[J]. 裴东兴,任武林. 电子技术应用. 2011(05)
[4]基于数据加密算法的研究与设计[J]. 陈光,张锡琨. 信息技术. 2010(05)
[5]LZW算法在存储测试系统中的硬件实现[J]. 裴东兴,靳鸿,刘杰. 计量与测试技术. 2010(04)
[6]水下爆炸研究现状及发展方向展望[J]. 蒋国岩,金辉,李兵,贾则,张庆明. 科技导报. 2009(09)
[7]数据压缩的发展历程[J]. 张俊兰,周锋. 延安大学学报(自然科学版). 2008(03)
[8]航电记录数据加密算法的研究[J]. 葛晓菁. 航空电子技术. 2008(02)
[9]浅谈数据加密技术的发展[J]. 张玉秀. 电脑学习. 2008(02)
[10]激光雷达数据无损压缩的FPGA实现[J]. 陈晋敏,黄春明,周军. 计算机测量与控制. 2007(01)
硕士论文
[1]基于FPGA的遥测数据压缩系统设计[D]. 陈娟.中北大学 2012
[2]基于虚拟仪器的数据处理与传输技术的研究[D]. 曾峥.西安电子科技大学 2011
[3]基于ARM的数据加密算法实现[D]. 张伟.南京理工大学 2006
本文编号：3050887
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外发展概况
1.2.1 数据加密技术的发展历程
1.2.2 数据压缩技术的发展历程
1.3 本文主要研究内容及结构安排
2 相关理论概述
2.2 测试数据压缩编码的相关研究
2.2.1 数据压缩的意义
2.2.2 数据压缩的分类及特点
2.2.3 数据压缩的主要性能指标
2.3 测试数据加密方法的相关研究
2.3.1 数据加密的意义
2.3.2 加密方法分类及特点
3 硬件方案设计
3.1 硬件方案选择
3.2 FPGA 的设计方法和开发流程
3.3 FPGA 芯片选型
3.3.1 Spartan 系列芯片概述
3.3.2 FPGA 开发平台
4 数据压缩设计
4.1 测试数据分析
4.2 LZW 算法原理
4.3 LZW 算法关键技术实现
4.3.1 字典建立
4.3.2 字典管理与更新
4.3.3 查字典
4.3.3.1 哈希函数的相关概念
4.3.3.2 实际选用的哈希函数
4.3.4 压缩后输出流的数据位转换
4.4 工作过程
4.5 压缩算法举例及验证
5 数据加密方法设计
5.1 加密算法设计原理
5.2 加密算法实现
5.2.1 数据位置换
5.2.2 密钥的制定与密钥选取
5.2.3 查表
5.3 解密
5.4 加密原理验证
5.4.1 仿真软件验证
5.4.2 计算机软件读数验证
5.5 加密可靠性及强度分析
5.5.1 密码安全性
5.5.2 密码攻击
5.5.3 密码强度分析
5.6 测试结果分析
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]舰用动爆振动记录装置的设计与应用[J]. 丁永红,尤文斌,张晋业. 弹箭与制导学报. 2012(05)
[2]飞行数据加密技术实现[J]. 关爱锐,刘旭华. 科学技术与工程. 2011(17)
[3]组合压缩在存储测试系统中的应用[J]. 裴东兴,任武林. 电子技术应用. 2011(05)
[4]基于数据加密算法的研究与设计[J]. 陈光,张锡琨. 信息技术. 2010(05)
[5]LZW算法在存储测试系统中的硬件实现[J]. 裴东兴,靳鸿,刘杰. 计量与测试技术. 2010(04)
[6]水下爆炸研究现状及发展方向展望[J]. 蒋国岩,金辉,李兵,贾则,张庆明. 科技导报. 2009(09)
[7]数据压缩的发展历程[J]. 张俊兰,周锋. 延安大学学报(自然科学版). 2008(03)
[8]航电记录数据加密算法的研究[J]. 葛晓菁. 航空电子技术. 2008(02)
[9]浅谈数据加密技术的发展[J]. 张玉秀. 电脑学习. 2008(02)
[10]激光雷达数据无损压缩的FPGA实现[J]. 陈晋敏,黄春明,周军. 计算机测量与控制. 2007(01)
硕士论文
[1]基于FPGA的遥测数据压缩系统设计[D]. 陈娟.中北大学 2012
[2]基于虚拟仪器的数据处理与传输技术的研究[D]. 曾峥.西安电子科技大学 2011
[3]基于ARM的数据加密算法实现[D]. 张伟.南京理工大学 2006
本文编号：3050887
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3050887.html
