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正文摘录:

丁丽娜等：从混沌序列模型的生盛到暹婆垦到笪至塾从混沌序列模型的生成到混沌序列的下载丁丽娜，丁群，杨自恒(黑龙江大学信号与信息处理重点实验室黑龙江哈尔滨150080)摘要：以I.o。。nz混沌方程为例，提出了利用FPGA技术实现混沌序列模型的一种方法。对数字积分器、量化电路进行设计，采用DSPBuilder工具形成I。orenz混沌输出序列，并在FPGA实验开发系统上~4-i-了下载，最后使用Agilent公司的1693A逻辑分析仪对实验箱输出的序列进行了观察，详细地讲述了这一系列的过程。该设计：6-法根据系统需要和资源利用率可适当提高运算精度，并可应用于其他连续混沌系统中，有助于加快混沌系统在信息安全及保密通信领域中的应用。关键词：Lorenz混沌方程；FPGA；DSPBuilder：QuartusII；逻辑分析仪中图分类号：TP309.7文献标识码：B文章编号：1004—373X(2006)23—040—04FromtheRealizationoftheModelofChaosOutputSequencetoItsDownloadingDINGI。ina，DIN(-；Qun，YANGZiheng(SignalandInformationProcessingKeyI。ab.，HeilongjiangUniversity.Harbin，150080·China)Abstract：ThispapertakesLorenzchaosequationasanexampletoputforwardawaytoachievechaosoutputsequencemodalbyFPGAtechnology.Basedonthedesignofdigitalintegratorandquantificationcircuit，wegetLorenzchaoticoutputsequencebyDSPBuildertoolanddownloaditontheFPGAexperimentsystem.Finally，theoutputsequenceisobservedby1693AlogicanalyzerfromAgilentCompany.Thewholeprocessisdescribedhereindetail.Thismethodofdesignmayimprovearithmeticprecrisionaccordingtotheneedsofthesystemandresourceusingratioandcanbeusedinothercontinuouschaoticsvstemandtheapplicationofchaoticsystemininformationsecurityandsecurecommunicationfieldwillbeaccelerated.Keywords：I.orenzchaosequation；FPGA；DSPBuilder；QuartusII；logicanalyzerl引言在大规模集成电路中，FPGA(FieldProgrammableGateArray)以其容量、功能以及可靠性的优势。在现代数字设备中得到广泛应用，FPGA继承了ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)的大规模、高集成度、高可靠性的优点，又克服了普通ASIC设计周期长、投资大、灵活性差的缺点，逐步成为复杂性数字硬件电路设计的理想首选。信息加密的核心是加密算法，而利用混沌算法进行加密一直是国内外许多学者研究的对象”“。，混沌信号是由确定性非线性方程产生的一个类似随机、不可逆、动态的信号，他具有良好的伪随机序列性质，混沌信号对初始参数极其敏感，设定不同的初始参数将使系统运行于不同的轨道，难以进行分析与推算，是一个具有极其复杂内随机特性的确定性系统，该系统适合应用于信息安全与保密通信领域”“。在研究序列密码算法中，研究由t昆沌系统产生序列密码，并可研究利用FPGA技术实现其密码，对信息安全领域中硬件加密的发展及混沌算法的具体应用都有重要的意义。所以从当今被讨论和引证最多的动力系统混沌方程收稿日期：2006—051840(I.orenz)出发，研究建立混沌系统模型并产生序列的力法，并利用实验开发系统和逻辑分析仪分别对输出序列逆行观察。为混沌系统的应用，尤其是在信息安全和保密遁信领域中的应用提供技术基础。2Lorenz混沌序列的电路原理I.orenz系统是三维一阶非线性微分方程组，各个变耋都是时问t的函数，I，orenz系统既有分叉、混沌现象，也莘各种稳定现象，如倍周期、不动点等。而且这种系统结祥较复杂，有多个系统变量以及多个系统参数，系统变量乒有不可预测性，因而可以应用信息安全和保密通信等领垣中。Lorenz方程组的数学模型如式(1)所示∽。：[dX／d’一。‘y—x’jdV／dt一35x—Y一20XZ(11dZ／df一5xy一1.5z对式(1)利用数字积分方法生成混沌序列z(”)，必匆将其转换成二值序列流s(”)，为此引入量化函曼TEa-(n)]，量化函数丁[一、(”)]定义如下“…：r0，T(”)∈U珐T[z(”)]一J一(2l1，oc(“)∈U心一。其中m＞0并为任意整数，”，Ii”，皑，…是[O，1]区阳