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跳频加密算法研究及芯片实现

李赞  
【摘要】: 本论文来源于军用开发项目《超短波快速跳频电台》,主要完成与跳频电台相 配套的密钥枪的软硬件实现、跳频电台所用的跳频加密算法的理论研究和跳频加 密芯片在工程上的设计实现,其中跳频加密算法的研究和实现是本论文的核心内 容。 作为跳频通信系统三大关键技术之一,跳频码序列的理论研究目前已有一些 现成的定理、公式和算法,但绝大多数都是基于有限域的移位寄存器理论,具有 计算复杂度较低、不易于工程上实现和产生的跳频码序列周期性较差的缺点。我 们找到了一种新的思路,冲破己有的理论局限,设计出一系列基于迭代型分组密 码的跳频码序列产生方案,克服了现有方法的缺点。通过计算机仿真的统计检验, 证明该算法产生的跳频码具有较好的安全性、随机性、均匀性、组网特性、频率 撞击特性及非周期性。我们用VHDL语言进行跳频加密芯片的硬件开发,研制实 现的FPGA芯片完全能够满足516HOP/S的快速跳频要求,而且具有性能稳定、运 算速度快、冗余度大等优点,从而使我们的跳频电台性能得以进一步提高,增强 了保密性和抗干扰能力,为祖国军事通信技术的发展做出贡献,因而具有较强的 实用价值。


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