跨平臺(tái)視頻監(jiān)控混沌傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、跨平臺(tái)混沌傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：熊青輝指導(dǎo)教師：王 光 義教授Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi Universityfor the Degree of MasterThe Design and mplementation ofCross-platform ideo Surveillance Transmission System On ChaosCandidate:Supervisor:Xiong QinghuiProf. Wang GuangyiDecember，0杭州電子科技大學(xué)性和使用說(shuō)明性本人鄭重： 所呈交的，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研

2、究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明的內(nèi)容外，本不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)或撰寫(xiě)過(guò)的或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。申請(qǐng)與資料若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。作者簽名：日期：年月日使用說(shuō)明本人完全了解杭州電子科技大學(xué)關(guān)于保留和使用的規(guī)定，即：在校攻讀學(xué)位期間工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬杭州電子科技大學(xué)。本人保證畢業(yè)離校后，或使用工作成果時(shí)署位仍然為杭州電子科技大學(xué)。學(xué)校保留送交的復(fù)印件，允許查閱和借閱；學(xué)?？梢怨嫉娜炕虿糠謨?nèi)容，可以允許采用影印、縮印或其它保存。（在后遵守此規(guī)定）作者簽名：日期：年月日指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日摘要是保證設(shè)備正常運(yùn)行、安全而廣泛

3、使用的一項(xiàng)技術(shù)。由于在中涉信號(hào)進(jìn)行秘以其加密速及到信號(hào)的傳輸及保存，為了保證信息中的信息不被截取，對(duì)密傳輸就成為一個(gè)重要的研究方向?；煦缗c傳統(tǒng)有著相似的特性，混沌度快，密鑰管理簡(jiǎn)單為特點(diǎn)，探索混沌的理論和應(yīng)用問(wèn)題是一個(gè)極具性的課題。本文以此為研究背景，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)在局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)目缙脚_(tái)混沌監(jiān)控系統(tǒng)。結(jié)合實(shí)際硬件平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一個(gè)依賴于混沌密鑰產(chǎn)生以及同步的加密算法。設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠在硬件平臺(tái)上正常運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)定實(shí)驗(yàn)效果。本文主要研究?jī)?nèi)容有以下幾個(gè)部分：（）Tent具有均勻分布特性，但其滿范圍小、參數(shù)空間小等缺陷。為此對(duì) Tent進(jìn)行改進(jìn)，得到一個(gè)幅度改進(jìn)型 Tent和一個(gè)參數(shù)改進(jìn)型 T

4、ent。通過(guò)對(duì)這兩個(gè)改能夠克服原始映參數(shù)范圍小的缺點(diǎn)，進(jìn)離散以及原始 Tent的動(dòng)力學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)，幅度改進(jìn)型 Tent范圍固定的缺點(diǎn)，參數(shù)改進(jìn)型 Tent能夠克服原始滿而且兩個(gè)改進(jìn)均能保留原的均勻分布特性。（）對(duì)離散混沌法的速率有著密切的序列的數(shù)字量化過(guò)程進(jìn)行研究。由于數(shù)字序列產(chǎn)生的速率與加密算，所以需要選擇一個(gè)相對(duì)較快的數(shù)字量化方法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，門限法與二進(jìn)中，二進(jìn)制量化法速率更快，所以序列量化過(guò)程選用二進(jìn)制量化發(fā)。利用二進(jìn)對(duì)改進(jìn)前后的 Tent進(jìn)行量化從而獲得數(shù)字序列。使用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)（National nstitute of Standa rds and Technology，NS

5、T ）提供的 STS 測(cè)試套件，對(duì)數(shù)字量化后的序列進(jìn)行隨機(jī)性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果證明改進(jìn)后 Tent所產(chǎn)生的序列具有很好的隨機(jī)特性，適合應(yīng)用于系統(tǒng)當(dāng)中。（）設(shè)計(jì)了一個(gè)變參數(shù)密鑰流生成算法，目的是對(duì)信息加密時(shí)做到一幀一密。該算的參數(shù)，使其在迭代過(guò)程中不斷改法利用幅度改進(jìn)型 Tent的序列控制參數(shù)改進(jìn) Tent變密鑰參數(shù)。該算法是一種變密鑰的密鑰流生成算法，所以其安全性好。由于一幀一密中密鑰是由一個(gè)離散控制的，所以其密鑰管理更加簡(jiǎn)單方便。為驗(yàn)證加密速率，進(jìn)行加密速率測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，相對(duì)于傳統(tǒng)算法加密，此算法加密速率更加快速，適合于大量數(shù)據(jù)加密。（）結(jié)合混沌加密、一個(gè)跨平臺(tái)混沌臺(tái)為 ARM 平臺(tái)、

6、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及 Qt 跨平臺(tái) GU 構(gòu)架技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了傳輸系統(tǒng)。在系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，加密端使用的硬件平顯示端使用的硬件平臺(tái)有兩類：普通的 PC 平臺(tái)以及 ARM 平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)證明此系統(tǒng)能夠在硬件平臺(tái)上正常運(yùn)行，并達(dá)到預(yù)計(jì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。關(guān)鍵字：Qt，混沌加密，ARM，跨平臺(tái)ABSTRACTideo surveillance technology is widely used to guarantee normal operation of equipment andsafety of property in modern society. Assignal transmission and pr

7、eservation are involved insurveillance and for the sake of ensuring secrecy ofinformation without beingintercepted, the securesignal transmission hase an important research direction. Thereare similarities between chaos and traditional cryptography, and chaotic encryption possesses thecharacteristic

8、s of high encryption rate as well as simple key management, so it is a challenging task to explore theory and application of chaotic encryption. Based on the background, a securecross-platform chaoticsurveillance system was designed and implemented in local areanetwork in this paper. Combined with t

9、he actual hardware platform, an encryption algorithm relying on chaotic encryption key generation and synchronization is designed. The designed system can run normally on the hardware platform and achieve the desired effect. The research contents of this paper include several parts as follows:() Ten

10、t map has the characteristic of uniform distribution but defects of narrow full map range and little parameters space. n order to obtain modified Tent map, an amplitude -modified Tent map and a parameter-modified Tent map was designed respectively. By analyzing dynamiccharacteristics of the two modi

11、fied map and the original Tent map, it is obvious to find that theamplitude-modified map cane the defect of fixed range while the parameter-modified mape the defect of little parameters space. Both of the two modified map retain the characteristic of uniform distribution as the original Tent map has

12、.() R esearch on process of digital quantization to discrete chaotic map. As the rate of digital sequence generation has something to do with the rate of encryption algorithm, so we select a relatively faster digital quantitative method. Compared with threshold quantization method through the experi

13、mental proof, binary quantization method is faster, so we choose the binary quantization method. Using this method, the digital sequence was obtained from three different maps respectively. By using test suite that NS T (National nstitute of Standards and Technology ) supplies, randomness test of th

14、e quantized discrete sequence was done, and test results indicate that the sequence extracted from two modified map has better pseudorandom properties. That is to say, suchsequence is more applicable for secure information system.() Design a key generation algorithmwith variable parameters in order

15、to encryptinformation based on one-time pad technology. The chaotic encryption algorithm is based on twomodified Tent map. The algorithm is a kind of secret key-changed algorithm, so its security is better.As the secret key in the one frame one secret mode is controlled by a discrete map, the key ma

16、nagement is more simple and convenient. n order to verify the encryption rate, relevant experiment is carried out. Test results prove that the encryption algorithm proposed has a faster rateover traditional encryption method and it is suitable for encryption occasions when meet mass data.()By learni

17、ng chaotic encryption, embedded technology, network transmission and Qtcross-platform GU framework , a cross-platform secure chaoticsurveillance system wasdesigned and implemented. n the course of experimenting on the system, hard ware platform used in capture terminal is ARM platform while display

18、terminal is PC or ARM platform. The experiment indicated that the system can run normally on the hardware platform and achieved thedesired effect.Key words: Qt, Chaotic encryption, ARM, ideo Surveillance, Cross-platform目錄摘要.ABSTRACT .第 章 緒論.研究背景及意義.研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).混沌系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).加密的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).第.本文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排

19、.章 混沌基本理論與學(xué).混沌理論.混沌的定義.混沌的主要特征.幾種常見(jiàn)的離散混沌系統(tǒng).LogisticTent Cubic. 0.第.學(xué)與混沌.本章小結(jié).章 一類離散混沌幅度改進(jìn)型帳篷的性能改進(jìn).基本性能分析.混沌偽隨機(jī)序列性能測(cè)試.參數(shù)改進(jìn)型帳篷.基本性能分析.混沌偽隨機(jī)序列性能測(cè)試.第.本章小結(jié)0章 基于改進(jìn) Tent的加密算法設(shè)計(jì)及安全性分析.混沌加密與混沌序列提取.加密方式比較.序列提取方法.混沌加密算法設(shè)計(jì).混沌數(shù)字序列生成方法.密鑰產(chǎn)生與管理.密鑰更新與同步機(jī)制.加密算法.加密算法的性能分析.速度驗(yàn)證與分析0加密系統(tǒng)安全性分析0.本章小結(jié).系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).第 章 跨平臺(tái).Qt 開(kāi)發(fā)

20、框架介紹.軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)搭建及硬件平臺(tái)選擇.硬件平臺(tái)選擇及介紹.端系統(tǒng)搭建. Linux系統(tǒng)下的交叉編譯平臺(tái)搭建.軟件系統(tǒng)框架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).端軟件框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).客戶端軟件框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果.跨平臺(tái)本章小結(jié).第 章 研究總結(jié)及展望.工作總結(jié).研究展望.參 考 文 獻(xiàn).第 章 緒論.研究背景及意義世紀(jì)是一個(gè)信息式發(fā)展的時(shí)期，人們生活工作的方方面面都充斥著數(shù)字化信息。伴隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)數(shù)字化生活需求的不斷提高，它給人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ魈峁┍憷耐瑫r(shí)還給人們帶來(lái)了許多關(guān)于信息保存和傳輸時(shí)的安全隱患。當(dāng)個(gè)人的私密、信息被竊取、泄漏時(shí)，往往會(huì)給人們的日常生活工作帶來(lái)大大小小的麻

21、煩，甚至造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。所以對(duì)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著的意義。如何保障人們生活工作中的已經(jīng)成為信息產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題。如何將加密技術(shù)融合進(jìn)入信息產(chǎn)業(yè)也現(xiàn)今一個(gè)重要的研究方向。隨著信息化的快速發(fā)展，人們的生活工作都已經(jīng)離不開(kāi)各種信息數(shù)字化終端。比如個(gè)人電腦、平板電腦、智能以及其它各類系統(tǒng)設(shè)備。開(kāi)發(fā)同樣一個(gè)軟件，可能需要在不同的硬件或者是軟件平臺(tái)運(yùn)行，由此引入一個(gè)現(xiàn)今火熱的一個(gè)詞，跨平臺(tái)?？缙脚_(tái)泛指編程語(yǔ)言以及由編程語(yǔ)言生成的軟件可以在多種操作系統(tǒng)以及不同的硬件架構(gòu)所組成的終端上正常運(yùn)行?？缙脚_(tái)可以使同樣的一個(gè)軟件在重新編譯或者進(jìn)行少許改動(dòng)之后就能夠在不同的平臺(tái)上正常運(yùn)行，這樣既可以減少

22、開(kāi)發(fā)周期還可以減少必要的開(kāi)發(fā)成本，并且能夠使產(chǎn)品給人們提供更好的體驗(yàn)?？缙脚_(tái)特性已經(jīng)成為了軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中必備的一個(gè)條件。目前程序編寫(xiě)者使用的主流的跨平臺(tái)應(yīng)用程序 U 開(kāi)發(fā)框架有 Qt、MicroGU 和 MiniGU。為了使日常生活工作中得到保護(hù)，越來(lái)越多的人選擇使用加密方式對(duì)個(gè)人信息進(jìn)行保護(hù)，但是加密方式有許多種類，沒(méi)有一種加密方式能否保證信息在完成加密后是絕對(duì)安全的，每種新型加密方式的出現(xiàn)都會(huì)伴隨著對(duì)應(yīng)的方式。綜合效率和安全性能，才能選擇出最適合的加密方式。利用混沌序列進(jìn)行加密作為一種新型的加密方式，憑借著混沌系統(tǒng)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性以及混沌序列看似隨機(jī)性，但存在精準(zhǔn)的內(nèi)在規(guī)律性 逐漸發(fā)展成為

23、一種可靠、快速的加密方案，并且日益重要?；煦缦到y(tǒng)對(duì)系統(tǒng)初始值非常敏感、結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且產(chǎn)生序列類隨機(jī)。這些特性與學(xué)中的擴(kuò)散、兩大特性在某種意思上是有著緊密的聯(lián)系。對(duì)比于傳統(tǒng)學(xué)密鑰參數(shù)，混沌系統(tǒng)作為加密密鑰源，由于對(duì)初始值極度敏感、滿映射范圍大。因此，使用混沌系統(tǒng)進(jìn)行加密時(shí)，密鑰空間極大，針對(duì)不同的使用環(huán)境結(jié)合相應(yīng)的加密算法，達(dá)到加密效率和加密安全性的合理調(diào)配。因此，利用混沌系統(tǒng)進(jìn)行加理可以運(yùn)用到各種涉及的領(lǐng)域。通信系統(tǒng)最主要的特點(diǎn)就是傳輸數(shù)據(jù)量大、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求比較高。為了解決傳輸數(shù)據(jù)量大這個(gè)問(wèn)題，有很多壓縮算法，其中主流的壓縮算法采用 MotionJPEJ、H.、MPEG 等多數(shù)字壓縮技

24、術(shù)將圖像信號(hào)完全數(shù)字化，節(jié)省信號(hào)在傳輸過(guò)程中所需要的帶寬。但是節(jié)省帶寬必須依賴復(fù)雜的數(shù)算，在一些低端配置的系統(tǒng)中，為了保證正常的系統(tǒng)工作，不可能投入大量的系統(tǒng)用于壓縮算法。所以一個(gè)能夠合理平衡系統(tǒng)運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)傳輸量的式系統(tǒng)解決方案的研究熱點(diǎn)。壓縮算法將會(huì)是以后低端嵌入針對(duì)通信系統(tǒng)的信息性、傳輸實(shí)時(shí)性以及可跨平臺(tái)性特性，本文主要工作在于研究局域網(wǎng)中的通信，并且能夠使客戶端在不同的系統(tǒng)平臺(tái)上重新編譯移植后運(yùn)行，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了代碼在不同系統(tǒng)上的可行性。最終在 PC 端和移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)整個(gè)傳輸加密系統(tǒng)。.研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).混沌系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)混沌（Chaos）是一種貌似無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，指在確定

25、性非線性系統(tǒng)中，不需附加任何隨機(jī)因素亦可出現(xiàn)類隨機(jī)的行為（內(nèi)在隨機(jī)） 。一個(gè)混沌系統(tǒng)的性能優(yōu)劣主要通過(guò)混沌動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析進(jìn)行反應(yīng)，歷史上有許多的科學(xué)家對(duì)其做出了巨大的貢獻(xiàn)-。最早的混沌系統(tǒng)研究可以追溯到 世紀(jì)，法國(guó)科學(xué)家亨利龐加萊（J.H.Poincare）研究天體運(yùn)動(dòng)中的三體問(wèn)題以及麥克斯韋（Maxwell）在現(xiàn)代氣體動(dòng)理論的想法 。這也是有以來(lái)，最早的混沌系統(tǒng)。在后來(lái)的近半個(gè)世紀(jì)中，這些特殊的現(xiàn)象都沒(méi)有引起人們的重視。但是這些續(xù)許多科學(xué)家在混沌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性研究奠定了重要的基礎(chǔ)。對(duì)后混沌系統(tǒng)的研究直到 0 世紀(jì)六十年代才得到一個(gè)快速的發(fā)展。年美國(guó)著名氣象學(xué)家洛侖茲（Lorenz E）著名“

26、決定論非洲氣流”,在當(dāng)中提出了一個(gè)耗散系統(tǒng)，在特定參數(shù)下，出現(xiàn)非周期無(wú)規(guī)則的、隨機(jī)的現(xiàn)象，即著名的洛侖茲方程 。隨著這篇。年法國(guó)天文學(xué)家伊儂（Henon M）的，混沌現(xiàn)象的深入研究也進(jìn)入了一個(gè)新的在研究球狀星團(tuán)時(shí)，從洛侖茲方程的研究結(jié)果中得到啟發(fā)，提出了一個(gè)新型的離散混沌Henon。通過(guò)對(duì) Henon的研究，建立了“熱引力崩塌”理論并通過(guò)此理論從本質(zhì)上解釋了太陽(yáng)系的穩(wěn)定性問(wèn)題 。年，“奇怪吸”概念被提出，它是混沌學(xué)最重要的組成部分之一，法國(guó)科學(xué)家茹厄勒（Ruell D）和荷蘭科學(xué)家塔肯斯（Takens F）為這個(gè)方向的研究做出了巨大的貢獻(xiàn) ?！捌婀治蹦軌蚍从澈蒙⑾到y(tǒng)中系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間行為狀態(tài)，也就

27、是說(shuō)耗散系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的最終會(huì)趨向于某個(gè)極限集合，這個(gè)集合即是吸。年華裔科學(xué)家內(nèi)詳細(xì)的混沌李天巖和美籍科學(xué)家約克（Yorke J）“周期 意味著混沌”，這篇的演化過(guò)程，也使得“混沌”一次正式的出現(xiàn)在科研工作者眼中，并讓大家對(duì)混沌的概念有了一個(gè)明確認(rèn)識(shí)0 。年，在意大利舉行了第一次國(guó)際混沌會(huì)議，使得混沌學(xué)正式世界科研的舞臺(tái)。年之后，出現(xiàn)了許多關(guān)于利用混沌加密方案，再次掀起一輪混沌研究熱潮。-離散混沌以其運(yùn)算速度快、易控制，被廣泛應(yīng)用于各類混沌加密系統(tǒng)中。Logistic 映射的提出可以作為離散混沌系統(tǒng)研究的開(kāi)端，對(duì)離散混沌系統(tǒng)的發(fā)展有著非常重要的意義。年，著名生物學(xué)家梅（May R M）的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型

28、可導(dǎo)致非常復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)至今被廣泛使用在各類混沌加密系統(tǒng)中特性中提出了 Logistic 數(shù)學(xué)模型 。Logistic,-。在此之后，許多離散混沌系統(tǒng)陸續(xù)被提出，就人們比較熟悉 Tent、Cubic等-。隨著人們對(duì)離散混沌系統(tǒng)的深入研究，發(fā)現(xiàn)就所發(fā)現(xiàn)的離散混沌系統(tǒng)在其動(dòng)力學(xué)特性上有許多的不足之處，如滿范圍固定、滿參數(shù)區(qū)間較小等。研究方向逐漸轉(zhuǎn)為對(duì)離散混沌系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，離散混沌系統(tǒng)的改進(jìn)研究大部分是針對(duì)其滿范圍大小，而對(duì)滿參數(shù)范圍擴(kuò)展研究比較少。0了一篇，其內(nèi)容主要為如何改進(jìn) Logistic 映年范圍。進(jìn)行混沌加密時(shí)，利用改進(jìn)后的混沌系統(tǒng)，可以增大整個(gè)加密系統(tǒng)的密鑰參數(shù)以及系統(tǒng)的安全性能。滿區(qū)間

29、固定、滿參數(shù)區(qū)間較小問(wèn)題的解決，使離散混沌系統(tǒng)更好的應(yīng)用于領(lǐng)域。進(jìn)入 世紀(jì)以后，隨著各個(gè)科學(xué)學(xué)科的快速發(fā)展，混沌系統(tǒng)的研究也進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展階段，尤其是在以及信息加密方面。由于混沌系統(tǒng)擁有對(duì)初值敏感、便利性和不可性等特殊性質(zhì)，混沌系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)字序列在加密、中有天然的優(yōu)勢(shì)?；煦缦到y(tǒng)的研究開(kāi)始從純理論研究逐步為利用理論完成實(shí)際應(yīng)用方面的研究。通信方向有：通信、擴(kuò)頻通信，控制方向有：控制系統(tǒng)及優(yōu)化，其它研究方向同樣有許多研究方向與混沌系統(tǒng)相互結(jié)合。在這些研究方向中，混沌通信與新型混沌系統(tǒng)設(shè)計(jì)和非線性電路與智能信息處理這個(gè)研究方向結(jié)合比較緊密，并且有著較為快速的發(fā)展前景，在今后的科學(xué)研究中將會(huì)有更大

30、的研究空間。.加密的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)今的信息通信方式主要是語(yǔ)音通信和通信，現(xiàn)代化的通信方式使人們之間的更加方便，但是在方便人們的同時(shí)，伴隨著許多的信息泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)信息泄密，在不同的信息領(lǐng)域中都有著自己獨(dú)特的方式。而在傳輸過(guò)程中最有效的方式就是直接對(duì)流信號(hào)進(jìn)行加密，然后實(shí)時(shí)傳輸與。互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展至今，多技術(shù)的普遍應(yīng)用推動(dòng)著加密算法的發(fā)展。由于圖像的信息量大，信息加密也成為了研究的熱點(diǎn)問(wèn)題?，F(xiàn)今主要的加密算法能歸納為三類：置亂法、完全加密法、部分加密法。判斷一個(gè)加密算法的好壞主要通過(guò)：安全性、壓縮比不變、實(shí)時(shí)性以及格式的不變性。這些標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中，研究最為重視的是安全性以及的實(shí)時(shí)性。文獻(xiàn) 主要通過(guò)對(duì)

31、的編技術(shù)改進(jìn)，使整個(gè)系統(tǒng)的傳輸實(shí)時(shí)性有較大的提高。文獻(xiàn) 則是利用混沌加密算法對(duì)使整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到提高。由于 頻相對(duì)比較小。所以利用混沌系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)加密，簡(jiǎn)化傳統(tǒng)加密中復(fù)雜的數(shù)算，平臺(tái)往往是低功率，所以平臺(tái)的處理器的主信號(hào)在平臺(tái)上的加將有明顯的優(yōu)勢(shì)。利用一維離散混沌系統(tǒng)產(chǎn)生混沌序列對(duì)圖像信息進(jìn)行加密是早期利用混沌對(duì)圖像進(jìn)行加密的方式。隨著加技術(shù)的發(fā)展，混沌圖像加密開(kāi)始使用二維離散混沌系統(tǒng)進(jìn)行加密。這樣簡(jiǎn)單的加密方式往往是不能夠滿足人們的需求，進(jìn)而有人嘗試?yán)没煦缧蛄信c學(xué)中的常用加密方式結(jié)合,，提出了混沌序列的分組體制以及混沌序列結(jié)合常用的加密算法進(jìn)行加密的體制。由于信號(hào)在實(shí)時(shí)傳輸時(shí)對(duì)實(shí)時(shí)延遲

32、的要求比較高，然而傳統(tǒng)的加密方式主要依靠復(fù)雜的加密算法來(lái)保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性。由于傳統(tǒng)信息量大，導(dǎo)致實(shí)時(shí)性往往不是很好。傳輸加密的算法復(fù)雜、利用混沌系統(tǒng)進(jìn)行加密作為一門新興的加密方式，依靠的是加密序列的安全性能，而不是復(fù)雜的加密算法，處理大量數(shù)據(jù)量相比與傳統(tǒng)加密方式在速度上存在著比較明顯的優(yōu)勢(shì)。所以對(duì)數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)要求比較高的加密，混沌加密在一定程度上更加適合當(dāng)前的信號(hào)加密要求。加密所使用的混沌序列決定著整個(gè)加密系統(tǒng)的安全性，設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)力學(xué)特性良好的混沌系統(tǒng)，然后通過(guò)此系統(tǒng)產(chǎn)生混沌序列進(jìn)行加密是從本質(zhì)上改善整個(gè)系統(tǒng)安全性的有效方法。設(shè)計(jì)一個(gè)動(dòng)力學(xué)特性良好的混沌系統(tǒng)同時(shí)也是一個(gè)現(xiàn)代科研發(fā)展的熱點(diǎn)

33、課題，這個(gè)課題在今后的科學(xué)研究中將會(huì)有更大的研究空間。.本文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排本文以混沌通信為應(yīng)用背景，主要研究基于改進(jìn)型 Tent的分析與平臺(tái)、PC 機(jī)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像的跨平臺(tái)六個(gè)章節(jié)的具體內(nèi)容如下：第一章，簡(jiǎn)要闡述了本文的研究背景與意義，介紹了混沌學(xué)科以及離散混沌傳輸。的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和通信國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及趨勢(shì)。第二章，簡(jiǎn)要介紹了混沌系統(tǒng)以及混沌的基本概念、特征以及常見(jiàn)的離散混沌系統(tǒng)并進(jìn)行。通過(guò)結(jié)果總結(jié)出常用離散的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，并尋求改善缺點(diǎn)的方法。第三章，提出了一系列改進(jìn)型 Tent，通過(guò)分析、以及各個(gè)參數(shù)的分叉圖等對(duì)它的一些基本性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過(guò)改進(jìn)克服了原始點(diǎn)，并與原始 Ten

34、t 進(jìn)行比較。通過(guò)對(duì)改進(jìn)前與原始中的一些確定并保留了原始的優(yōu)的動(dòng)力學(xué)結(jié)果得到，改進(jìn)后系統(tǒng)保留原始之一。優(yōu)點(diǎn)并克服原始參數(shù)范圍小、迭代區(qū)間小等缺點(diǎn)，這也是本文中的創(chuàng)新點(diǎn)第四章，在改進(jìn) Tent的基礎(chǔ)下，設(shè)計(jì)了一個(gè)混沌圖像加密系統(tǒng)。其中包括，序列的離散化提取，加密算法以及密鑰參數(shù)管理等，并使用國(guó)際公認(rèn)的 STS 測(cè)試程序包對(duì)序列的隨機(jī)性進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明整個(gè)系統(tǒng)的加密性能良好。利用改進(jìn)結(jié)合序列提取方法生能理想的混沌偽隨機(jī)序列。結(jié)合一定的加密算法和密鑰管理方式，構(gòu)建一個(gè)適合于信號(hào)加密的加密系統(tǒng)。第五章，綜合前面所述的相關(guān)技術(shù)，搭建 ARM、Linux 結(jié)合在一起的信號(hào)平臺(tái)，包括 Bootloader

35、、文件系統(tǒng)、內(nèi)核及攝像頭驅(qū)動(dòng)的移植。利用 Qt 技術(shù)編寫(xiě)客戶端程序并在 PC 端和開(kāi)發(fā)板端通過(guò) TCP 協(xié)議把端加密后的信號(hào)傳輸?shù)娇蛻舳?，然后?shí)時(shí)顯示。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，整個(gè)系統(tǒng)是符合當(dāng)初開(kāi)題時(shí)的各項(xiàng)要求。第六章，對(duì)整個(gè)研究工作總結(jié)并結(jié)合自己的理解提出這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展展望。本文研究?jī)?nèi)容為自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（0，00）以及浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)資助項(xiàng)目（LZF000）的部分研究?jī)?nèi)容。除去第一章和第二章以及第六章內(nèi)容，其余內(nèi)容均為作者在成。學(xué)習(xí)期間已整理的和未整理的的內(nèi)容整理而第 章 混沌基本理論與學(xué)混沌理論的問(wèn)世是 0 世紀(jì)非線性學(xué)科發(fā)展的重要成就之一。各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家都對(duì)其進(jìn)行了許多深入的研究，同

36、時(shí)取得了許多有意義的成果?；煦绲幕咎匦詫?duì)研究的進(jìn)行有著非常重要的意義，研究者可以通過(guò)對(duì)一個(gè)混沌系統(tǒng)的特性進(jìn)行分析，然后按照所需要的特性進(jìn)行系統(tǒng)特性的改善以及確定的改進(jìn)。因此，本章主要介紹混沌的一些基本概念以及理論，對(duì)一些常見(jiàn)的離散混沌系統(tǒng)進(jìn)行分析，分析其中那一個(gè)系統(tǒng)更適合于對(duì)所需系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。.混沌理論信號(hào)加密，從而對(duì).混沌的定義混沌系統(tǒng)通?？捎靡粋€(gè)非線性迭代或者是由多個(gè)非線性微分方程來(lái)描述，其中解的狀態(tài)主要是通過(guò)方程的參數(shù)控制。利用混沌系統(tǒng)主要是依靠其混沌解部分，混沌解表面上是隨機(jī)信號(hào)，但是由于是確定的們更好的利用混沌?；蛭⒎址匠痰玫?，所以混沌是可控的，這個(gè)特點(diǎn)也方便人現(xiàn)今混沌的數(shù)學(xué)定義有

37、許多，最具代表性的定義為：李天巖和約克（Yorke J）的數(shù)學(xué)定以及德瓦尼（Devaney R L）提出的數(shù)學(xué)定義 。這兩個(gè)定義在數(shù)學(xué)推導(dǎo)上都比較嚴(yán)謹(jǐn)，義0但是從實(shí)際現(xiàn)象的角度來(lái)看還不夠完備。其中李天巖和約克提出的數(shù)學(xué)定義對(duì)混沌學(xué)的歷史發(fā)展產(chǎn)生了的影響及意義，此定義的描述如下所示：定義 . （Li-Yorke 意義下的混沌定義）：設(shè)在連續(xù)閉區(qū)間 上存在連續(xù)自規(guī)則滿足以下條件，則整個(gè)系統(tǒng)一定會(huì)出現(xiàn)混沌現(xiàn)象，條件如下：函數(shù) f(x)，如果（）f 的周期點(diǎn)周期是無(wú)窮大，并且沒(méi)有上限；（）連續(xù)閉合區(qū)間 上存在不可數(shù)子數(shù)集 S，并滿足：（a）對(duì)于任意 x，yS，并且在 xy 時(shí)，有f n (x) - f

38、 n ( y) 0limsup（.）n其中 sup 為上確界，即最小上界。（b）對(duì)于任意 x，yS，有f n (x) - f n ( y)= 0liminf（.）n其中 inf 為下確界，即最小下界。（c）對(duì)于任意 p，qS，其中 q 為 f的任意一個(gè)周期點(diǎn)，則有f n ( p) - f n (q) 0limsup（.）n其中 f n (x) 表示的是 x 代入 f 中進(jìn)行后的結(jié)果。，所得結(jié)果再次帶入 f迭代，迭代 n 次由上述數(shù)學(xué)定義可以得到，Li-Yorke 定義是在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)公式論證下產(chǎn)生的，在數(shù)學(xué)公式的定義中，可以發(fā)現(xiàn)混沌的許多重要特征，界性、非周期性等。年，德瓦尼（Devaney R L）提出的混沌定義如下：定義 . （Devaney R L 意義下定義的混沌）：設(shè) X 是f，度量空間，存在續(xù)其為一個(gè)從 X條件如下：到 X 的f 滿足下面三個(gè)條件，則 f 這個(gè)，如果系統(tǒng)為混沌，（）f 是一個(gè)拓?fù)鋫鬟f的；（）f 的周期點(diǎn)在連續(xù)區(qū)間 X 中處