基于混沌的保密視頻通信系統(tǒng)的研究與設計.pdf

1、隨著近代科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術也日新月異，現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)在人們的生活中越來越不可替代，互聯(lián)網(wǎng)可以用在醫(yī)療，教育，商業(yè)甚至是國防領域。有了互聯(lián)網(wǎng)技術，人們可以利用因特網(wǎng)，將文字、聲音、圖像、視頻等消息發(fā)送到世界上任何一個地方。但是，同時互聯(lián)網(wǎng)又是一把雙刃劍。互聯(lián)網(wǎng)技術給全世界人民都帶來極大便利的同時，關于互聯(lián)網(wǎng)信息安全的問題也日益增多。美國“棱鏡”計劃曝光之后，網(wǎng)絡信息安全已成為學術界、企業(yè)界和政府部門所共同關注的熱點問題?；煦缋碚撛诎踩I域

2、的應用發(fā)展迅速?；煦缧盘枌Τ跏贾捣浅Ｃ舾行?，混沌序列也有良好的隨機性，這兩點特性與密碼學密鑰的不確定性要求相吻合;混沌軌道的混合特性與加密體制中的的擴散性相吻合，理論特性上的關聯(lián)性讓二者的結合成為必然。
　　本文致力于設計一個基于混沌的視頻加密傳輸系統(tǒng)。首先，分別闡述了混沌序列以及密碼學體制，闡明把混沌序列應用在視頻加密領域會有廣闊的前景。然后，分析了Logistic系統(tǒng)產(chǎn)生的混沌序列:在理論上，會產(chǎn)生沒有周期的Logistic混

3、沌隨機數(shù)列;在現(xiàn)實中，因為處理器的計算精度有限，每一處理都會損失一部分數(shù)據(jù)，多次迭代之后，就會退化成為周期數(shù)列，并且Logistic混沌序列分布不夠均勻。針對以上問題，本文提出把不同序列發(fā)生器結合在一起的解決方案:用Lorenz混沌系統(tǒng)產(chǎn)生與廣義三階Fibonacci系統(tǒng)級聯(lián)產(chǎn)生的序列擾動Logistic混沌序列，本方案作為系統(tǒng)基本的混沌序列發(fā)生器。文中對視頻圖像的加密分為置亂和擴散兩個階段。在加密過程的置亂階段，利用層疊打破Cat映射

4、的周期性對視頻圖像置亂和逆置亂。在加密過程的擴散階段，使用之前提出新的基本混沌序列發(fā)生器，對置亂后的數(shù)據(jù)異或擴散。接著，提出一種基于橢圓曲線的雙私鑰匿名身份認證和密鑰同步算法，認證雙方生成不同簽名，雙向進行簽名驗證，確保系統(tǒng)安全性，在身份認證的最后階段，實現(xiàn)初始密鑰同步，確保加密雙方在同一初始條件下實現(xiàn)加密解密。最后，設計出完整的視頻加密傳輸系統(tǒng)的設計方案，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)，在線視頻監(jiān)控、在線會議、在線教育以及本地視頻加密解密的功能。同時