1.引 言

混沌科学诞生于20世纪60年代，90年代混沌同步与控制取得了突破性进展，提出了混沌同步与控制的许多方法^[1-6]．20多年来，国内外基于混沌的保密通信应用研究方兴未艾，发达国家积极推进了一系列混沌保密通信的重大研究计划，并取得了长足进展．近年来，密码学作为信息安全的理论和关键技术与混沌研究密切结合,美、欧、亚各洲频繁举行密码学和信息安全以及混沌通信学术会议．令人关注的是，混沌通信与互联网及军事网络信息安全密切相关,混沌保密通信技术正在走向实用化^[5-8]. 这方面的专利数量不断增加，仅我国混沌应用专利总数达到约200多项,其中混沌保密通信相关专利占1/3以上．

混沌系统具有对初值的高度敏感性和混沌信号的宽带性等优越性，因而可以利用混沌系统产生的混沌序列作为密钥序列对数据进行加、解密，这种算法称之为混沌加密算法．信息安全是现代社会人们非常关心的问题，包括信用卡信息、身份证号、私人通信、个人详细资料、公司机密信息、银行帐户信息等等，混沌加密算法独特的优越性使得相关研究成为了信息安全领域的一个重要课题^[7-13]．本文将混沌加密算法与传统加密算法相结合，设计了一种新的、有着应用潜力的混沌加密系统，该系统可与不同的通信终端通过互联网通信，保证各种数据传输的安全，图1给出通过互联网实现了混沌加密通信的实验示意图．本文将Henon映射和Logistic映射离散化得到混沌序列，并结合传统加密算法，采用FPGA平台进行硬件设计和开发, 提出了一种新的混沌加密系统．Henon映射和Logistic映射具有复杂的混沌动力学行为，数学公式相对简单，易于在电路上实现．FPGA（Field Programmable Gate Array）作为专用集成电路领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点．目前以硬件描述语言(Verilog 或 VHDL)所完成的电路设计，可以经过简单的综合与布局，快速的烧录至 FPGA 开发板上进行测试，是现代 IC 设计验证的技术主流．本文在设计混沌加密和解密算法的基础上，利用Xilinx的FPGA开发平台，进行了文字和文件的加、解密的硬件实验．

图1 利用互联网进行混沌加密系统通信的示意图