1.軟件版本

quartusii12.1

2.本算法理論知識

??? 本系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，我們遵循你所提供的結(jié)構(gòu)進(jìn)行，整個框圖如下所示：

?各個部分的功能如下：

加密算法模塊采用異或運算，它將來自信源編碼的二進(jìn)制數(shù)字序列與密碼序列進(jìn)行異或運算產(chǎn)生密文序列。加密完成后，再通知驅(qū)動系統(tǒng)迭代一次，這樣就可以保證數(shù)據(jù)的完整性。

驅(qū)動系統(tǒng)序列密碼發(fā)生模塊的主要功能是產(chǎn)生用于加密的密碼序列。它是數(shù)字加密系統(tǒng)中加密可靠性的核心部分，包括機密序列的產(chǎn)生（在發(fā)送端對明文進(jìn)行加密。）因為是自同步系統(tǒng)，所以加密后的混沌序列還要作為驅(qū)動系統(tǒng)的迭代值。

解密算法模塊也采用異或運算，在接收端，將密文序列與密碼序列進(jìn)行異或運算還原成二進(jìn)制明文序列。

密碼同步檢測模塊主要是產(chǎn)生密碼同步信號來驅(qū)動響應(yīng)系統(tǒng)密碼發(fā)生器模塊，用于對接收方的密碼產(chǎn)生器的狀態(tài)進(jìn)行更新。其工作原理是判斷經(jīng)信道傳輸?shù)拿芪氖欠癜l(fā)生變化，如果變化了就產(chǎn)生一個驅(qū)動信號，一方面是驅(qū)動響應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行下一次迭代，另一方面是驅(qū)動解密算法模塊進(jìn)行解密。

響應(yīng)系統(tǒng)序列發(fā)生器模塊的主要功能是產(chǎn)生用于加密的密碼序列，當(dāng)他接收到密碼同步檢測模塊生成的密碼同步驅(qū)動信號后，響應(yīng)系統(tǒng)就迭代一次。

3.核心代碼

//`timescale 1 ns/ 100 ps module Encryption_complete_system(i_clk,i_rst,i_enable,//the enable of signali_voice, //the signalo_enable,//the enable of p2so_serial_dout,//the serial data of signalo_serial_frame,o_T_signal//the data of Encryption);input i_clk; input i_rst; input i_enable; input[15:0] i_voice;output o_enable; output o_serial_dout; output o_serial_frame; output signed[31:0]o_T_signal;//change the parallel data to serial data p2s p2s_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_enable (i_enable),.i_voice (i_voice),.o_enable (o_enable),.o_serial_dout(o_serial_dout)); add_frame add_frame_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_din (o_serial_dout),.i_enable (o_enable),.o_dout (o_serial_frame),.o_enable ()); wire signed[31:0]xn; wire signed[31:0]yn; wire signed[31:0]zn; Lorenz Lorenz_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_yn (o_T_signal),.o_xn (xn), .o_yn (yn),.o_zn (zn));Encryption Encryption_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_din (o_serial_frame),.i_yn (yn),.o_signal (o_T_signal)); endmodule //`timescale 1 ns/ 100 ps module Decryption_complete_system(i_clk,i_rst,i_rec_signal,o_dout,o_dout_sign,o_peak,o_peak_enable,o_peak_dout,o_enable2,o_voice_dout); input i_clk; input i_rst; input signed[31:0] i_rec_signal; output signed[31:0]o_dout; output o_dout_sign; output[6:0] o_peak; output o_peak_dout; output o_peak_enable; output o_enable2; output[15:0] o_voice_dout; wire signed[31:0]xn; wire signed[31:0]yn; wire signed[31:0]zn; Lorenz2 Lorenz2_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_yn (i_rec_signal),.o_xn (xn), .o_yn (yn),.o_zn (zn)); Decryption Decryption_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_din (i_rec_signal),.i_yn (yn),.o_signal(o_dout));reg o_dout_sign; always @(posedge i_clk or posedge i_rst) beginif(i_rst)begino_dout_sign <= 1'b0;end else beginif(o_dout < 32'h0000_00ff)o_dout_sign <= 1'b0;elseo_dout_sign <= 1'b1; end end find_frame find_frame_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_din (o_dout_sign),.o_peak (o_peak),.o_dout (o_peak_dout),.o_enable(o_peak_enable) ); s2p s2p_u(.i_clk (i_clk),.i_rst (i_rst),.i_enable (o_peak_enable),.i_serial_din (o_peak_dout),.o_enable (o_enable2),.o_voice_dout (o_voice_dout)); endmodule clc; clear; close all;N = 50000;x = zeros(N,1); y = zeros(N,1); z = zeros(N,1);x(1) = 0.001; y(1) = 0.002; z(1) = 0.02;S1 = double(rand(N,1)>=0.5); %簡化后的發(fā)送 for n = 1:N-1n%反饋if n == 1S1_T(n)= S1(n) + y(n); y(n+1) = 0.028*x(n) - 0.001*x(n)*z(n) + 0.999*y(n); x(n+1) = 0.99*x(n) + 0.01*y(n);z(n+1) = 0.001*x(n)*y(n) + 0.9973333*z(n); elseS1_T(n)= S1(n) + y(n);y(n+1) = 0.028*x(n) - 0.001*x(n)*z(n) + 0.999*S1_T(n); x(n+1) = 0.99*x(n) + 0.01*S1_T(n);z(n+1) = 0.001*x(n)*S1_T(n) + 0.9973333*z(n); endend%簡化后的接收 for n = 1:N-1n%反饋S1_R(n)= S1_T(n) - y(n);y(n+1) = 0.028*x(n) - 0.001*x(n)*z(n) + 0.999*S1_T(n); x(n+1) = 0.99*x(n) + 0.01*S1_T(n);z(n+1) = 0.001*x(n)*S1_T(n) + 0.9973333*z(n); endfigure; subplot(311); plot(S1); title('原信號'); axis([1,N,-1,2]);subplot(312); plot(S1_T); title('加密后的信號');subplot(313); plot(S1_R); title('解密后的信號'); axis([1,N,-2,2]);

4.操作步驟與仿真結(jié)論

首先實現(xiàn)使用MATLAB進(jìn)行算法的仿真，我們得到的仿真結(jié)果如下所示：

運行MATLAB程序：

這個是混沌模型的基本仿真，說明公式以及初始值選取的正確性。

運行MATLAB程序：

這個程序是混沌加密調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的MATLAB浮點仿真結(jié)果圖，說明上面的結(jié)果是正確的。

運行MATLAB程序：

從上面的仿真結(jié)果可知，以定點進(jìn)行仿真，只要量化寬度滿足一定要求之后，其完全不影響系統(tǒng)的精度。

根據(jù)上面的介紹，我們可以編寫了如下的程序：

自上而下，依次為：

系統(tǒng)頂層文件

——加密調(diào)制模塊

————加密子模塊，lorenz混沌序列產(chǎn)生模塊，組幀模塊，并串模塊。

——解密解調(diào)模塊

————解密子模塊，Lorenz混沌序列產(chǎn)生模塊，搜幀模塊，串并模塊。

?

仿真結(jié)果如下所示：

其頂層的文件的管腳為：

1	i_clk	系統(tǒng)時鐘，就是接到硬件板子上的晶振位置。
2	i_rst	系統(tǒng)復(fù)位，隨便接到板子上的key數(shù)字按鍵上。
3	o_signal_enable	測試并行信號的產(chǎn)生使能信號，不用接板子，
4	o_signal	測試并行信號，這個信號為了驗證，你可以接signaltapII上
5	o_enable	加密模塊的使能信號，不用接板子
6	o_serial_dout	串行輸出，接板子上的測試腳或者signaltapII上
7	o_serial_frame	串行信號組幀輸出，接板子上的測試腳或者signaltapII上
8	o_T_signal	加密輸出，這個信號為了驗證，你可以接signaltapII上
9	o_dout	解密輸出，可以接signaltapII上
10	o_dout_sign	解密輸出信號的符號判決，接板子上的測試腳或者signaltapII上
11	o_peak	搜幀模塊的相關(guān)峰輸出，不用接板子
12	o_peak_enable,	搜幀模塊的使能輸出，不用接板子
13	o_peak_dout	搜幀模塊的數(shù)據(jù)輸出，接板子上的測試腳或者signaltapII上
14	o_enable2	最后串并轉(zhuǎn)化的使能，不用接板子
15	o_voice_dout	最后串并轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)輸出，接板子上的測試腳或者signaltapII上

5.參考文獻(xiàn)

[1]馬在光, 吳純英, 丘水生. 混沌同步和混沌通信研究的新進(jìn)展與新嘗試[J]. 電波科學(xué)學(xué)報, 2002, 17(3):8.

A01-53

6.完整源碼獲得方式

方式1：微信或者QQ聯(lián)系博主

方式2：訂閱MATLAB/FPGA教程，免費獲得教程案例以及任意2份完整源碼

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【混沌加解密调制解调】基于FPGA的混沌自同步混沌数字保密通信系统的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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