發(fā)布時(shí)間：2018-03-19 17:03

  本文選題：跳頻圖案　切入點(diǎn)：AES算法　出處：《南昌航空大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：跳頻通信具備良好的抗干擾、抗衰落以及多址等性能,不管是在軍事通信領(lǐng)域還是民用通信領(lǐng)域都被廣泛地運(yùn)用。在組網(wǎng)通信時(shí),跳頻圖案是作為跳頻系統(tǒng)中控制跳頻頻率跳變的關(guān)鍵技術(shù),其性能的好壞直接影響整個(gè)跳頻系統(tǒng)的安全性。然而,在這個(gè)高頻率、高速度的信息時(shí)代,隨著通信干擾技術(shù)的快速發(fā)展,基于傳統(tǒng)序列構(gòu)造的跳頻圖案存在著間隙小、保密性低等缺點(diǎn),已經(jīng)不能滿足高保密通信系統(tǒng)的要求,因此,為了改善傳統(tǒng)序列構(gòu)造出的跳頻圖案存在的缺陷,本文提出一種加密寬間隔跳頻圖案研究方案。本文首先詳細(xì)介紹AES算法加密的過程,并分析算法的優(yōu)缺點(diǎn)。為了能夠克服因算法的公開性,而致使攻擊者有機(jī)可趁,針對AES算法加密過程中唯一的非線性部件S盒,在研究混沌映射的基礎(chǔ)上,提出了一種重構(gòu)方法,從而達(dá)到改進(jìn)AES算法。其重構(gòu)方法是:利用混沌Henon映射的遍歷性、對初始條件的敏感性等特點(diǎn)并將其映射空間[0,1]均勻劃分為256個(gè)子區(qū)間作為存儲(chǔ)S盒數(shù)值,同時(shí)通過所設(shè)定的適應(yīng)度函數(shù)優(yōu)化S盒的性能排序,使得重構(gòu)后S盒中的元素按性能強(qiáng)弱排序。其次,在分析幾種傳統(tǒng)構(gòu)造跳頻圖案方法的后,選取了性能好、數(shù)目多且易于實(shí)現(xiàn)的RS碼序列作為設(shè)計(jì)跳頻圖案的基礎(chǔ)并詳細(xì)闡述了其原理,同時(shí)為了避免跳頻圖案相鄰頻點(diǎn)間間隔過小,而引起多進(jìn)衰落,通過一種新的寬間隔處理法對其進(jìn)行優(yōu)化。最后利用改進(jìn)的AES算法實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)的RS碼序列加密,同時(shí)通過新寬間隔法改善其相鄰頻點(diǎn)間間隔,從而構(gòu)造出保密性強(qiáng)的寬間隔跳頻圖案。研究表明,改進(jìn)的AES算法加密RS碼寬間隔跳頻圖案,不僅使傳統(tǒng)的RS碼跳頻圖案具有一定強(qiáng)度的密碼特性,而且在相同條件下,改進(jìn)AES算法加密的RS碼寬間隔跳頻圖案相鄰頻點(diǎn)間間隔明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的跳頻圖案,并且優(yōu)于非重復(fù)寬間隔處理后的跳頻圖案。
[Abstract]:Frequency-hopping communication has good performance of anti-jamming, anti-fading and multi-access. It is widely used in both military and civil communication fields. Frequency hopping pattern is the key technology to control the frequency hopping in frequency hopping system. Its performance directly affects the safety of the whole frequency hopping system. However, in this information age of high frequency and high speed, With the rapid development of communication interference technology, the frequency hopping pattern based on traditional sequence has some shortcomings, such as small gap, low confidentiality and so on, so it can not meet the requirements of high security communication system. In order to improve the defect of frequency hopping pattern constructed by traditional sequence, this paper proposes a scheme to encrypt wide-interval frequency-hopping pattern. Firstly, this paper introduces the encryption process of AES algorithm in detail. The advantages and disadvantages of the algorithm are analyzed. In order to overcome the openness of the algorithm, the attacker can take advantage of it, aiming at the S-box, the only nonlinear part in the encryption process of the AES algorithm, based on the study of chaotic mapping. In this paper, a reconstruction method is proposed to improve the AES algorithm, which is based on the ergodicity of chaotic Henon maps. The sensitivity of the initial condition and the mapping space [0 / 1] are divided into 256 sub-regions to store S-box values, and the set fitness function is used to optimize the performance ranking of S-boxes. The elements in the reconstructed S-box are sorted according to the performance. Secondly, after analyzing several traditional methods of constructing the frequency-hopping pattern, the performance of the reconstructed S-box is very good. A large number of RS code sequences, which are easy to be implemented, are used as the basis for the design of frequency-hopping patterns and the principle is expounded in detail. In order to avoid the excessive spacing between adjacent frequency points of the frequency-hopping patterns, multi-path fading is caused. At last, the improved AES algorithm is used to encrypt the traditional RS code sequence, and the new wide interval method is used to improve the interval between adjacent frequency points. The research shows that the improved AES algorithm not only makes the traditional RS code frequency hopping pattern have some strong cryptographic characteristics, but also under the same conditions, the improved AES algorithm can encrypt the RS code wide interval frequency hopping pattern. The frequency hopping pattern encrypted by the improved AES algorithm is obviously superior to the traditional frequency hopping pattern and is superior to the frequency hopping pattern after non-repetition wide interval processing.
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN914.41;TN918

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本文編號：1635182