一种基于Logistic电平脉冲的多涡卷系统及其图像加密应用

来源：电子与信息学报杂志2022年第12期北京时间：

作者：徐昌彪, 黎金龙, 许浩南

单位：重庆邮电大学光电工程学院 重庆 400065

摘要：现有多涡卷吸引子混沌系统中引入的非线性函数多为阶梯函数、饱和函数、多逻辑电平脉冲函数等，从而系统的电路实现复杂度会随涡卷数量的增加而增大，致使其硬件实现变得较为困难。针对此问题，该文设计了Logistic电平脉冲函数，采用非自治的脉冲控制方法基于Lorenz系统构造了一个新的多涡卷混沌系统，对其进行了动力学特性分析和基于FPGA芯片的硬件实现，最后给出了系统在图像加密中的应用。分析结果表明，该文所设计系统的电路实现复杂度与涡卷数量无关，于是FPGA电路可在不改变RTL代码的情况下仅通过改变控制参数即可产生不同的多涡卷吸引子；与Lorenz系统相比，此多涡卷系统具有更多的敏感性参数，应用于图像加密时密钥空间更大，更能有效抵抗穷举攻击。

关键词：混沌系统, 图像加密, 多涡卷吸引子, Logistic映射, FPGA

基金资助：国家自然科学基金(62071077)