基于FPGA的混沌信号保密通信平台的设计

理论与技术问题。保密通信广泛地用于国家安全部门，军事部门，以及其他的专门领域，当然个人通信也要求通信的安全性。在理论上，保密通信可以在这三个阶段中采取相应的技术来实现。我们可以利用混沌学理论在通信技术中实现保密通信，而传统的保密通信技术的安全性是远不及混沌保密通信技术的。正因为混沌保密通信的良好的安全性，吸引了很多专家来研究混沌保密通信，这又推动了动力系统理论的发展。由于FPGA技术它是一种完全的硬件处理模式，而FPGA所能支持的几种编程语言都是硬件描述语言，只能处理数字信号，并且不能直接处理小数，这在很大程度上限制了利用FPGA来做浮点运算。目前对混沌信号的产生几乎都是建立在模拟电路上或者是在 Matlab的基础上进行的。而产生混沌信号的算法都是进行的浮点运算，所以利用FPGA技术来产生混沌信号并对混沌信号进行处理是一种新的挑战。

混沌作为当今举世瞩目的前沿课题及学术热点，不仅大大拓展了人们的视野并加深了对客观世界的认识，而且由于混沌的奇异特性，还促使人们研究在现实生活中控制和利用混沌的方法。近年来，国际上混沌同步及混沌控制的研究己取得了一些突破性进展，前景十分诱人。我们完全有理由相信，混沌的进步不仅孕育着深刻的科学革命，而且一定会促进社会生产力的大力发展，对人们的生活和生产产生巨大的根本性影响。

2、项目意义：

混沌学研究对现代科学发展产生了巨大的影响。混沌学研究从其早期探索到重大突破，以至到本世纪70年代以后形成世界性研究热潮，其涉及的领域包括数学、物理学、化学、生物学、气象学和经济学等众多学科，其研究的成果渗透和影响着现代科学的几乎整个学科体系。混沌学的研究揭开了现代科学发展的新篇章。混沌研究对于现代科学的影响不仅限于自然科学，而且涉及到经济学、社会学、哲学及诸多人文科学，可以说几乎覆盖了一切学科领域。凡是涉及动力学过程的研究领域，大多都会发现混沌，都需要应用混沌动力学的研究成果。在传统的经典科学领域，若按照混沌观点重新考察，就会发现新现象，提出新问题、建立新原理：而在一些非经典科学领域，运用混沌理论则可以解释以往无法解释的现象，可以处理历来无法处理的数据，甚至形成一批新的学科分支。混沌对于现代科学更深刻的影响，主要在于在广阔的科学领域里推翻了经典理论的一些基本假设，改变了那些领域的研究方法，将可能孕育成一场科学大革命。混沌学研究还革新了经典的科学观。在混沌发现之前，人们长期以为确定性系统排斥随机性，随机性只是某些复杂系统的属性。然而混沌研究表明:一些完全确定性的系统，不外加任何随机因素，初始条件也是确定的，但系统自身却会内在的产生随机行为，而且即使是非常简单的确定系统同样具有内在随机性。混沌揭示的随机性存在于确定性之中这一科学事实，最有力的说明客观实体可以兼有确定性和随机性;从牛顿到爱因斯坦都认为世界在本质上是有序的，有序等于有规律，无序就是无规律，系统有序和无序是截然对立的。这个观点几个世纪以来一直为人们所赞同，但是混沌和分形的发现和研究表明，混沌既包含有序又包含无序，混沌既不是具有周期性和其他明显对称性的有序态，也不是绝对的无序，而可以认为是必须用奇怪吸引子来刻画的复杂有序，是一种蕴涵在无序中的有序。

随着计算机和各种通信网络的日益普及，保密通信已成为计算机通信、网络、应用数学、微电子等有关学科的研究热点。70年代后期，建立在保密学基础上的现代保密通信技术进入实用阶段，在信息时代，对信息保密的要求越来越高。密钥在保密通信中起到关键的作用。但实际上这种密钥的长度是有限的，经典的密码学己被研究的很多，人们已经研究出许多破解密文恢复明文的方法，研究新一代的通信保密技术势在必行，混沌保密通信由于具有优良的保密性能应运而生。

由于混沌信号具有随机性、对初始条件的敏感性、类似噪声和宽带功率谱密度，使得混沌信号很难被破译，即使窃听者知道是混沌信号，如果不知道电路的类型和精确的参数值（这些信息可作为密钥），也无法破译。此外，利用混沌电路实现混沌保密通信，可用简单的电路完成基本的加密功能的同时还使得信号的频谱得以扩展。由于混沌是介于周期振荡和噪声的一种复杂振荡，它不具有周期性，更适合于保密通信，所以，混沌通信和加密技术能适应未来信息战的需要，是一个在21世纪大有发展前景的极富有挑战性的高科技通信领域。

3、项目的内容及目标：

3.1项目研究内容

• 搜集混沌通讯保密相关资料，如混沌的定义、动力