【正文】 3 Abstract In order to sove the problem of information security,and get the chaotic random numbers for encryption,this paper analyzed the Logistic random chaos model and gave a kind of discrete Logistic chaos algorithm which is easy for hardware realization,and pleted its hardware structure dynamic password chip is a typical application of random number in chaos,and this paper used the discrete Logistic chaos algorithm mentioned above,and pleted a dynamic password chip design,it has the advantages of good security,low cost,high speed,and extensive application value. Keywords: Logistic。 1 畢業(yè)論文 論文題目： 基于 Logistic 混沌算法的 動態(tài)口令芯片設計 學 生姓 名： 學 生學 號： 專 業(yè)班 級： 學 院名 稱： 電子與 通信工程 指 導老 師： 2021 年 6 月 5 日 2 摘 要 為了解決 信息安全問題，得到加密用的混 沌隨機數(shù) ，本文分析了 Logistic混沌模型，提出了一種便于硬件實現(xiàn)的離散 Logistic 混沌算法，并完成了其硬件結(jié)構(gòu)設計。針對混沌隨機數(shù)的典型應用，本文利用所述離散 Logistic 混沌算法硬件電路，完成了一款動態(tài)口令芯片的設計，其具有安全性好，性價比高，速度快等優(yōu)點，其應用價值廣。 FPGA。 chaotic 4 目 錄 一、 引言 ............................................................... 5 二、 方案論證 ........................................................... 5 三、 Logistic混沌算法設計 ............................................... 5 (一 ) Logistic混沌模型分析 .............................................. 5 (二 ) 離散化的 Logistic混沌算法 .......................................... 6 (三 ) Logistic混沌算法系統(tǒng)設計 .......................................... 7 (四 ) Logistic混沌算法模塊設計 .......................................... 8 四、 動態(tài)口令芯片設計 .................................................... 9 （一）動態(tài)口令芯片的設計方案 ............................................ 9 （二）動態(tài)口令芯片的實現(xiàn) ............................................... 10 1. 動態(tài)口令芯片硬件實現(xiàn)平臺 ........................................ 10 2. 軟件設計和仿真平臺 .............................................. 10 3. 基于 FPGA的硬件電路模塊設計 ..................................... 11 五、 動態(tài)口令芯片的效果分析 ............................................. 27 六、 結(jié)論 .............................................................. 28 七、 參 考文獻 .......................................................... 29 八、 附錄 .............................................................. 30 (一 ) 動態(tài)口令芯片的電路圖 .............................................. 30 ......................................... 30 2． Logistic核心算法模塊結(jié)構(gòu) ....................................... 30 3. 基于 FPGA設計的頂層電路圖 ....................................... 30 (二 ) 基于 FPGA設計的動態(tài)口令芯片各個子模塊的設計代碼 ................... 31 1. count模塊設計代碼 .............................................. 31 2. 求補碼模塊 (minus)設計代碼 ....................................... 33 3. mux2_1模塊代碼 ................................................. 33 4. diedai模塊設計代碼 ............................................. 34 5. enable模塊設計代碼 ............................................. 35 6. yingshe模塊的設計代碼 .......................................... 36 7. xiaodou模塊的設計代碼 .......................................... 38 8. key模塊設計代碼 ................................................ 39 9. deal模塊的設計代碼 ............................................. 42 ....................................... 43 ........................................... 44 .......................................... 45 5 一、 引言 隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，信息安全技術(shù)變得越來越重要。比較通用 的加密技術(shù)中，序列密碼是一中和非常典型有效的加密方法 [2]，其采用偽隨機數(shù)序列和需要加密的內(nèi)容進行運算，得到加密后的內(nèi)容。從時域上看，混沌映射得到的序列類似于隨機序列，相關(guān)性較弱，具有很好的類白噪聲特性，因此可以用來產(chǎn)生偽隨機信號或偽隨機碼 [3]。 動態(tài)口令技術(shù)是一種非常有效的身份認證 amp。通常的動態(tài)口令技術(shù)采用時間同步的認證機制 [8]，常用的算法是使用 Hash 函數(shù)的 MDS 算法[9]。 本文采用Logistic 混沌模型，設計出一套可以用硬件實現(xiàn)的算法，并利用該算法實現(xiàn)了一個動態(tài)口令 IC，具有安全性好，性價比高，速度快等優(yōu)點，應用價值廣泛。 FPGA 的最新發(fā)展主要包括功能擴展和現(xiàn)場可編程技術(shù)，在原來離線的串 /并行格式編程的基礎上，創(chuàng)新產(chǎn)生了所謂的在線式可編程技術(shù)（ ISP）和動態(tài)可重配技術(shù)（或稱 cache logic）。 二、 方案論證 方案一：用 CPLD 去實現(xiàn)該動態(tài)口令牌芯片設計 方案二：用 FPGA 去實現(xiàn)該動態(tài)口令牌芯片設計 方案比較：盡管 CPLD 和 FPGA 都是可編程的 ASIC 芯片，但是 FPGA 相比 CPLD而言更適合完成時序邏輯，同時在編程上， FPGA 比 CPLD 具有更大的靈活性，支持在線可編程，再者 FPGA 相比 CPLD 集成度要高， 而且 FPGA 內(nèi)部觸發(fā)器資源豐富，在時序要求較高的場合用 FPGA 去實現(xiàn)更容易達到時序收斂， 基于上述比較，最終方案選擇方案二。這種過程非周期，不收斂，但 是有邊界。 Logistic 是混沌模型中比較經(jīng)典的一種，其起源于蟲口模型（ worm number model[11]） Xk+1=aXk （ 1） （ 1）式中 Xk+1為下一代蟲子的數(shù)量，而 Xk為上一代蟲子的數(shù)量，這是個理想的情況，但是實際中由于蟲子的食物問題，生存空間問題，天災 問題，事實上兩代蟲子之間的數(shù)量可以表示為 如下 式： Xk+1=aXk（ 1Xk） （ 2） 根據(jù)研