项目布景及可行性剖析
- 项目名称、项意图首要内容及现在的发展状况
项目名称：依据多级SE网络和混沌加密原理的FPGA规划与完结
项目首要内容：提出了混沌加密算法为根底中心，并结合多级Shuffle-Exchange网络规划并完结一个高效的加密体系。在处理多条输入数据通道因复用要求而构成拜访抵触的问题后，进步加密模块冗余度，完结体系吞吐能力的进步和最佳装备需求。
- 项目要害技能及立异点的论说
混沌加密算法自身的非周期、接连宽频带、类噪声和长时间不行猜测等特色使得加密的数据愈加安全可靠，另一方面多级Shuffle-Exchange网络的运用和多种操控方法的完结能够使得本规划习惯不同需求的运用。将并行处理体系处理结构中的多级SE网络运用于整个混沌加密方法能够进步整个体系的不行猜测性进步安全等级。
项目施行计划
A）计划基本功用框图及描绘
本体系由以下几部分构成：主操控模块、输入输出通道、多级Shuffle-Change网络和依据混沌加密理论的加密单元。
1、主操控模块
主操控模块作为整个体系的中心操控着体系各部分的作业状况协调体系的资源装备以便使整个体系获得最佳的吞吐功用。一方面在主操控模块的操控下体系能够完结多级Shuffle-Change网络的不同拓扑衔接以抵达数据输入通道和混沌加密单元的最佳匹配，完结进步体系功用的意图；另一方面经过外部形式挑选开关能够使主操控模块作业在通道镜像编码、分组通道编码或随机通道匹配编码等方法下以抵达对不同运用要求的编码的功率。
注：镜像编码指输入通道的数据经过多级SE网络抵达混沌编码器后其构成的密文流经过的后级SE网络后其终究输出通道与输入的通道号向匹配，即构成一组输入输出镜像。
分组通道编码指相邻的一组通道作为一个全体的加密单元被混沌加密单元组进行加密其输出结果在终究的加密输出通道中也是以相邻的一组接连通道供给给外部的。（这方便了这样的一种运用，行将一份名文按必定巨细进行分组，每组经过一个通道进行加密，终究将发生的密文组从头进行组合）
随机通道匹配编码方法其意图是使混沌加密器的功率最大化，每次的输入通道和终究的输出通道并不必定相同衔接方法选用的算法使其能够得到最大的运用功率。
2、输入输出通道
由8个彼此独立的输入（输出）预处理器组成，其一端输入（输出）外部数据另一端输出（输入）混沌加密单元的数据流。各通道可分为三类：低速串行数据通道、高速串行数据通道和并行数据通道。
3、多级Shuffle-Change网络
多级Shuffle-Exchange网络又称为Omega网是一种高功用计算机体系结构中极为重要的互联体系结构，常常用于多个处理器之间或多处理器与存储体群中的互联，以处理各器材由于复用要求而构成的拜访抵触问题。SE网络由交叉开关组成具有扩展性强的长处，并能够完结输入级与输出级间恣意器材的互联数据传输。
多级混洗—交流网络结构：它由n级构成，每一级包含一个无条件混洗拓扑线路和一列可控的二元交流开关，前后重复，便于制作。各级编号是n-1，……，0，即按降序摆放。
在多级混洗—交流网络中，独自一级混洗拓扑线路可完结一次数据混洗（shuffle），而独自一列二元交流开关在处于“交流”状况时可完结一次交流操作（Cube0）。假如各级二元交流开关都处于“直连”状况，N个结点的数据经过网络仅经过n次混洗操作，摆放次序终究康复输入状况（混洗函数性质2）；假如各级二元交流开关都处于“交流”状况，则N个结点的数据在每次混洗之后紧接着一次交流（Cube0），也便是地址码的最低位取反，最终n位地址均被取反。程序员依据数据置换或仿制的需求，能够灵敏地设置各开关的状况。
本模块结构首要起到传递数据流的效果，拓扑衔接方法的挑选由主操控器一致操控办理。其运用状况经过相应的信号通路报告给主操控单元。
4、混沌加密单元
混沌是近年来较快的非线性的重要分支，因其具有非周期、接连宽频带、类噪声和长时间不行猜测等特色，所以特别适用于保密通讯等范畴。
混沌体系由于对初值的敏感性,很小的初值差错就能被体系扩大,因而,体系的长时间性是不行猜测的；又由于混沌序列具有很好的计算特性,所以它能够发生随机数列,这些特性很适合于序列加密技能。信息论的奠基人美国数学家Shannon指出:若能以某种方法发生一随机序列,这一序列由密钥所确认,任何输入值一个细小改变对输出都具有相当大,则运用这样的序列就能够进行加密。混沌体系恰恰契合这种要求。
混沌体系的特性使得它在数值散布上不契合概率计算学原理, 得不到一个安稳的概率散布特征；别的, 混沌数集是实数规模, 还能够推行到复数规模。因而, 从理论上讲, 运用混沌原理对数据进行加密,能够防备频率剖析进犯、穷举进犯等进犯, 使得暗码难于剖析、破译。
本规划中的该部分运用当今最新的混沌加密理论作为加密根底，选用具有混沌特性的函数对名文进行加密的处理单元，为了加速处理速度选用流水线作业方法进步时间堆叠性，并供给4个独立处理单元以说到资源重复度和使命堆叠度，经过以上努力进步整个体系功率，下降体系运用的速度瓶颈。
需求的开发渠道
完结本计划所需求的基本功用、功用、接口
Spartan-3E,50万门，SDRAM，USB1.1/2.0，RS-232，SD/MMC接口，LED指示，LCD显现
所需求的政策FPGA开发渠道，简述为什么需求此渠道
Spartan-3E,50万门，由于本规划需求至少完结4个加密单元因而需求尽可能多的逻辑门数。SDRAM和SD/MMC接口用来做数据存储作为明文和密文的载体。USB和RS-232作为体系的数据对外传输接口。
是否需求其它配套的开发东西
需求相映开发版的下载器
2.计划施行过程中需求开发的模块
中心的混沌加密算法和多级SE网络是体系的要害部分，需求很多的作业对其进行验证；整个体系拟选用下载的软核进行操控，运用老练的操控方法下降出错率。
需求的其它资源
1.测验设备
需求的测验设备有万用表、示波器、逻辑剖析仪等。
2.政策、开发东西
仿真东西用Modelsim，开发东西包含Ise、Matlab等
