基于ARM的无线混沌语音保密通信系统的设计与实现

• 作 者: 王艳娇
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2015年01期
• 关键词: 无线通信 语音保密 混沌 同步 ARM

混沌是一种发生于确定性系统中貌似随机不规则的运动,混沌序列具有与生俱来的隐蔽性、短期内可预测但长期不可预测的特点,使得它非常适合作为加密序列。随着网络传输速率的提升,网络传输语音已成为常用的通信手段,但Internet的开放性也对语音通信的安全性提出了更高的要求,信息的保密传输显得越来越重要、越来越必要。近年来,随着嵌入式系统飞速发展,许多学者基于嵌入式平台实现了混沌语音保密通信系统。考虑到ARM处理器具有更好的可移植性和通用性,本文从实际应用的角度出发,基于ARM平台实现局域网内的无线混沌语音保密通信系统,主要研究内容如下:首先,选择处理器为ARM11的OK6410A开发板作为硬件平台,为了在开发板上进行应用程序的开发,搭建了由通用计算机和开发板构成的交叉开发环境,并利用此环境交叉编译Linux操作系统,接下来,通过交叉编译触摸屏校准函数库Tslib和图形界面函数库Qt/Embedded建立图形用户界面开发环境。其次,因为基于混沌同步的保密通信过程容易受到干扰,而混沌密码保密通信方法对密钥的依赖性较高,在密钥传输过程中存在安全隐患,因此,本文将混沌同步和混沌密码两种保密通信方法加以结合,提出一种新的混沌加密算法。利用Lorenz系统同步后的某一时刻状态值构造置乱、扩散的流密码加密算法所需的密钥。再利用该流密码加密算法对语音信息进行加密,以改变原始语音的统计特性。所提出的混合加密算法,提高了传统的单一语音加密算法的安全性。再次,对混沌语音保密通信系统的整体方案进行设计,并基于ARM平台实现以下功能:网络传输、语音的采集与播放、语音的加密与解密以及人机交互界面;为了实现双向实时语音通信,引入多线程机制。对系统的功能进行测试,并对其安全性能进行全面分析。最后,对本文的研究工作进行了总结,并提出了有待进一步研究的方向。