基于DSP+FPGA的多混沌實(shí)時視頻圖像加密系統(tǒng)
2.2 DSP子系統(tǒng)設(shè)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(shí)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(jìn)行初始化設(shè)置;
(2)為確保系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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(jī)比特r,如果r=0,這時進(jìn)入第(4)步流加密,否則進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)入第(3)步,否則就進(jìn)入第(1)步。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了驗(yàn)證系統(tǒng)的實(shí)時性和可靠性,對其進(jìn)行了3種實(shí)驗(yàn):FPGA單獨(dú)工作實(shí)驗(yàn)、DSP單獨(dú)工作實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)正常運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。第一種實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)FPGA對實(shí)時視頻圖像數(shù)據(jù)在SDRAM中的讀寫是否正確,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示,從圖4可以看出FPGA對實(shí)時視頻圖像的傳輸是正確的。第二個實(shí)驗(yàn)是DSP直接讀入一幅圖片對其進(jìn)行加密,加密完后FPGA將其讀出并顯示出來,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。同時通過Matlab軟件編程對該幅圖片進(jìn)行相同的加密,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。圖6證明了DSP對圖像的加密是非常準(zhǔn)確的。系統(tǒng)正常運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201610/306065.htm
4 結(jié)束語
系統(tǒng)設(shè)計充分運(yùn)用了TMS320C6713是浮點(diǎn)型處理器及其強(qiáng)大的運(yùn)算能力等,同時結(jié)合了FPGA芯片對實(shí)時信號處理速度快等優(yōu)點(diǎn),使整個系統(tǒng)的設(shè)計具有很高的靈活性和更高的實(shí)時性。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析證明:采用DSP+FPGA的設(shè)計方案能滿足對視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)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(qiáng)的實(shí)時性和保密性等優(yōu)點(diǎn)。
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