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混沌是由确定的非线性系统产生的类随机行为。在混沌系统中不需要附加任何的外在因素，就能产生非周期的类随机信号。自从上世纪九十年代科研人员首次用电子线路实现混沌同步以及混沌控制技术的提出，混沌研究引起了学术界的广泛关注，现在已成为一个研究的热点。
混沌信号具有类随机性、高度复杂性和长期不可预测性，而且对初始条件和系统参数具有极其敏感的依赖性，因此被广泛的应用到保密系统中去。各国科学家正致力于混沌研究，希望用混沌信号的随机性来加强Internet的安全性以及通信系统的安全性。本文致力于混沌信号发生器的研究以及离散序列随机性测试方法的探讨。
第一章首先介绍了混沌的定义、特征以及判断混沌的定量表征，然后介绍混沌的周期轨道理论以及混沌学研究的主要内容。最后，对本文的研究内容和文章结构作了说明。
第二章回顾了常规密码学和混沌密码的基本概念以及其中几种重要的技术。通过比较混沌密码学跟常规密码学的异同点，说明了两者之间存在的重要联系，这为利用混沌信号进行保密提供了依据。第四章介绍了传统DSP技术和现代DSP技术的若干技术、结构以及设计流程，并且比较了两者的优缺点。后者采用自顶向下的设计、可变的数据总线宽度等优点，是设计混沌电路的良好选择。
第三章对离散序列的随机性进行研究，提出了一种离散混沌序列类随机性的分析方法。首先，用穷举数法对混沌序列的随机性进行判断，得到一些有用的结论。随后，针对此方法存在的缺陷，用穷尽熵对其进行了修正。通过对Logistic强、弱混沌，Henon映射和超混沌广义Henon映射的分析与仿真证明，此方法能很好的判断信号的随机性。
第五章利用Matlab与FPGA相结合技术对混沌信号发生器进行研究。混沌信号发生器是混沌领域中的重要课题之一，如何得到实时和特性良好的混沌信号，是本章研究的重点。利用美国Altera公司DSP Builder模块在Matlab的Simulink下建立电路模型，并结合Quartus Ⅱ进行仿真，设计基于FPGA技术的离散混沌电路。这种方法设计灵活，方便修改与下载。通过实验数据的仿真与分析可知，得到的信号具有良好的统计特性。