忆阻器在混沌及语音保密通信中的应用研究

发布时间：2017-05-19 09:20

  本文关键词：忆阻器在混沌及语音保密通信中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在当前快速发展的信息时代中,语音通信成为人们远距离交流最为常用和快捷的方式,但随之而来的通信安全问题已成为一个人们面临的巨大挑战。混沌系统具有初始值敏感和不可预测等特点,可作为新型密码应用于信息加密之中。忆阻器是一种新型电路元件,在非线性电路、非易失性存储器、人工神经网络等领域有着重要的潜在应用。本文面对忆阻器尚未商用化的现实,探索忆阻器模型及其在非线性混沌电路中的应用,并将忆阻器混沌作为一种新型伪随机序列而应用于语音保密通信之中。本文主要工作内容如下:(1)忆阻器模型及忆阻器混沌研究。对TiO2忆阻器的理论模型进行分析,基于其荷控数学模型建立了其无源和有源的磁控数学模型;设计实现了忆阻器的双口电路模型,对其电路模型的伏安特性进行了理论分析,仿真实验表明电路模型与数学模型的伏安特性相一致。基于磁控忆阻器模型设计了一种忆阻器混沌电路,对其进行了动力学分析。此外,为了设计性能良好的伪随机序列,还设计了一个含有指数项的连续混沌系统,仿真和理论分析说明其具有更复杂的动力学特性。(2)混沌伪随机序列生成研究。分别利用阈值判决法以及直接抽取法对忆阻器混沌和新幂指数混沌系统离散化数字化处理,获取混沌序列,序列的NIST检测结果表明,构建的忆阻器混沌与新的幂指数混沌系统能够产生性能优良的混沌序列,拓展了密钥空间,更适合作为混沌流密码以及混沌DES混合算法的初始密钥序列。(3)基于忆阻器混沌的语音保密通信系统设计。设计实现了一个基于混沌加密的无线语音通信系统。在本文的设计中,将混沌伪随机序列和DES加密算法结合起来,以混沌序列作为DES加密算法的基密钥,对基于Wifi的互联网语音通信进行加密。在嵌入式平台上,通过主程序模块、音频采集与播放模块、音频编解码模块、加解密模块、通信模块实现语音的保密传输与通话。主程序模块进行参数处理以及网络初始化,音频设备初始化,采用多线程编程,分别进行音频采集、语音编码、加密、发送,以及接收、解密、解码、放音。最终在计算机终端和嵌入式终端实现点对点通话,广播通话,组播通话。
【关键词】：指数混沌 忆阻器 加密 语音通信
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN912.3;TN918.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10
• 1.2 研究现状及发展趋势10-13
• 1.2.1 忆阻器现状与发展趋势10-11
• 1.2.2 语音加密研究现状与发展趋势11-12
• 1.2.3 混沌加密现状与发展趋势12-13
• 1.3 本文内容及结构安排13-15
• 第二章 忆阻器及混沌理论15-23
• 2.1 忆阻器简介15-17
• 2.1.1 忆阻器理论模型分析15-16
• 2.1.2 忆阻器应用领域16-17
• 2.2 混沌系统简述17-20
• 2.2.1 混沌的基本特征17-18
• 2.2.2 一般性连续混沌系统分析18-20
• 2.3 混沌学与密码学的联系与区别20-21
• 2.4 混沌加密的应用21
• 2.5 本章小结21-23
• 第三章 忆阻器混沌与幂指数混沌系统23-41
• 3.1 磁控型忆阻器23-30
• 3.1.1 磁控型忆阻器模型分析24-25
• 3.1.2 磁控型忆阻器电路模型设计25-28
• 3.1.3 磁控忆阻器电路模型仿真28-30
• 3.2 忆阻器混沌构建与分析30-33
• 3.3 新型幂指数混沌系统及实现33-40
• 3.3.1 幂指数混沌系统33-36
• 3.3.2 幂指数混沌系统的动力学特性分析36-37
• 3.3.3 幂指数混沌系统的电路仿真37-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 基于忆阻器混沌与幂指数混沌的加密算法设计41-50
• 4.1 混沌序列的抽取41-43
• 4.1.1 序列的抽取方法41-42
• 4.1.2 忆阻器混沌序列的产生42-43
• 4.1.3 幂指数混沌序列的产生43
• 4.2 改进加密算法43-47
• 4.2.1 流密码加密算法43-44
• 4.2.2 混沌-流密码加密算法44-45
• 4.2.3 DES加密算法45-47
• 4.2.4 混沌-DES加密算法47
• 4.3 算法安全性分析47-49
• 4.3.1 序列性能检测47-48
• 4.3.2 密钥空间分析48-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第五章 基于忆阻器混沌与Wifi的语音保密通信系统设计50-63
• 5.1 语音保密通信系统设计原理50-51
• 5.2 软硬件平台简介51-53
• 5.2.1 QT编译环境51
• 5.2.2 Gsm语音库移植51
• 5.2.3 软硬件开发环境搭建51-53
• 5.3 语音保密通信系统设计实现53-59
• 5.3.1 音频采集与播放模块设计53-54
• 5.3.2 语音编解码模块设计54
• 5.3.3 加解密模块设计54-55
• 5.3.4 通信模块设计55-56
• 5.3.5 主程序模块设计56-57
• 5.3.6 UI界面设计57-59
• 5.4 系统测试分析59-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 工作总结63-64
• 6.2 研究展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 附录70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 林纯;周春峰;陆国平;;数字图像的混沌加密方案[J];南通大学学报(自然科学版);2014年03期

2 谭志平;曾以成;李志军;洪庆辉;;浮地型忆阻器混沌电路的分析与实现[J];仪器仪表学报;2014年09期

  本文关键词：忆阻器在混沌及语音保密通信中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378319