混沌数字保密通信系统——基于FPGA的混沌自同步加解密调制解调

混沌数字保密通信系统——基于FPGA的混沌自同步加解密调制解调

混沌是一种非线性动力学系统，具有高度的随机性和复杂性，因此被广泛应用于信息加密领域。本文提出了一种基于FPGA的混沌自同步加解密调制解调的混沌数字保密通信系统。

系统主要包括三部分：混沌发生器、自同步模块和数字调制解调模块。其中混沌发生器采用Duffing混沌电路实现，经过模数转换器和DAC模块输出成为模拟混沌信号。然后经过AD转换器和FIR滤波器转换成数字混沌信号，送入自同步模块。自同步模块采用互相关函数法实现，将接收信号与已知的发送信号进行互相关，在得到最大互相关值的同时获得了时延信息，进而实现自同步。数字调制解调模块采用BPSK调制方法，将明文信号通过混沌加密后与载波相乘得到密文信号，接收端则接收到含有噪声的加密信号，通过自同步和解调恢复出原始数据。

下面是系统的关键代码：

module duffing(
  input clk, rst, x_in,
  output reg x_out
);

reg [31:0] cnt;
reg [31:0] delay;

parameter A = 0.1;
parameter B = 0.3;
parameter C = 0.05;
parameter D = 0.05;

always @(posedge clk) begin
  if (rst) begin
    x_out <= 0;
    cnt <= 0;
    delay <= 0;
  end
  else begin
    delay <= cnt + 1;
    x_out <= $signed({A,B