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基于数字混沌的一次一密电子密码锁设计
资料介绍
人类步入现代社会，财产和隐私保护意识越来越强。这一方面是人们个人意识的增强，另一方面却是盗贼开锁盗窃手段越来越先进。这一矛盾促进了防盗锁具技术含量的不断提升。目前广泛使用的机械锁具已逐渐难以满足安全性要求，而以现代电子技术为基础的电子密码锁以其较高的安全性和使用便捷性受到了社会的普遍认可和欢迎。
应南方某门锁厂的委托，为了解决目前锁具存在的问题，本文基于FPGA设计了一种结合数字混沌算法和“一次一密”加密体制的新型电子密码锁，利用增加随机扰动和系统级联方式改进数字混沌的混沌特性，有效解决了传统电子密码锁在安全性、便捷性方面的问题。论文主要工作包括:
(1)在对混沌系统进行详细阐述的基础上，对混沌系统数字化进行了具体分析与讨论。针对数字混沌系统在数字化过程中由于有限精度导致的周期性问题，采用在迭代过程中增加随机扰动和多系统级联等方法加以解决，有效改善了数字混沌的随机统计特性。并采用美国国家标准技术研究所(NIST)制定的16项随机序列测试标准，对改进的数字混沌序列进行随机统计特性测试，结果表明:所生成的二值序列具有良好的随机特征，满足了测试标准的要求。
(2)将“一次一密”加密体制应用于电子密码锁的设计中，能够针对不同用户在每次开锁后密钥立即自动更新，弥补了电子密码锁被长时间暴力破解而造成的缺陷，安全性得到了明显提高。并且使用双密钥备份的方法有效解决了电子密码锁密钥不同步的问题。
(3)详细讨论并实现了基于数字混沌的一次一密电子密码锁的FPGA设计，包括数据存储、数据通信及核心算法等。采用AVR单片机进行电子钥匙的程序和外围电路的设计，包括红外通信、数据存储、一次一密、双密钥备份等功能。经系统测试，验证了该设计方案的有效性。
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