基于DSP+FPGA的多混沌實時視頻圖像加密系統(tǒng)
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2．2 DSP子系統(tǒng)設計
DSP子系統(tǒng)的主要工作是完成多混沌加密算法及對SDRAM數(shù)據(jù)的讀寫。多混沌圖像加密算法在DSP中實現(xiàn)步驟如下：
(1)對式(1)中xj(0)和pj(j=1，2，3)的系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置；
(2)為確保系統(tǒng)進入混沌狀態(tài)，首先將Fj(xj(i)，(pj)迭代256次得到x1(i)和x2(i)，然后將其代入l=[x1(i)+x2(i)+p1+p2)×1015]mod 256+1，得到F3(x3(i)，p3)在第(3)步中需要迭代的次數(shù)，其中[y]表示對數(shù)據(jù)y進行下取整；
(3)繼續(xù)迭代F1(x1(i)，p1)和F2(x2(i)，P2)并利用式(2)來生成密鑰Si；同時將F3(x3(i)，p3)迭代1次后，根據(jù)式(7)生成偽隨機比特r，如果r=0，這時進入第(4)步流加密，否則進入第(5)步分組加密；
(4)將64bit的明文pi成8組(即pi=pi,0，pi,1，……，pi,7)與密鑰Si進行異或操作，得到密文pi’=p’i,0，p’i,1，……，P’i,7，然后得到迭代次數(shù)1：
最后進入第(6)步；
(5)首先將明文分成8組得到pi=pi,0，pi,1，…，pi,7，然后將其按照式(4)、(5)、(6)進行變換，得到密文
，最后根據(jù)式(8)得到下一次F3(x3(i)，p3)需迭代次數(shù)1，進入第(6)步；(6)判斷一幀的圖像數(shù)據(jù)是否全部加密，如果沒有完成則進入第(3)步，否則就進入第(1)步。
3 實驗結(jié)果
為了驗證系統(tǒng)的實時性和可靠性，對其進行了3種實驗：FPGA單獨工作實驗、DSP單獨工作實驗和系統(tǒng)正常運行的實驗。第一種實驗是檢驗FPGA對實時視頻圖像數(shù)據(jù)在SDRAM中的讀寫是否正確，實驗結(jié)果如圖4所示，從圖4可以看出FPGA對實時視頻圖像的傳輸是正確的。第二個實驗是DSP直接讀入一幅圖片對其進行加密，加密完后FPGA將其讀出并顯示出來，實驗結(jié)果如圖5所示。同時通過Matlab軟件編程對該幅圖片進行相同的加密，實驗結(jié)果如圖6所示。圖6證明了DSP對圖像的加密是非常準確的。系統(tǒng)正常運行的實驗結(jié)果如圖7所示。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/201610/306065.htm
4 結(jié)束語
系統(tǒng)設計充分運用了TMS320C6713是浮點型處理器及其強大的運算能力等，同時結(jié)合了FPGA芯片對實時信號處理速度快等優(yōu)點，使整個系統(tǒng)的設計具有很高的靈活性和更高的實時性。通過實驗結(jié)果分析證明：采用DSP+FPGA的設計方案能滿足對視頻圖像數(shù)據(jù)進行快速加密的需求，同時也說明了多混沌對視頻傳輸具有較強的實時性和保密性等優(yōu)點。
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